生物化學 代謝調節(jié).ppt

第二章代謝調節(jié) 神經內分泌激素水平細胞水平 一切調節(jié)基礎 免疫 神經內分泌網絡假說 Basedovsky 1977年 神經內分泌 免疫共享一套相同的信息分子 神經遞質 激素 細胞因子及相應受體 神經系統(tǒng)對內分泌功能的調節(jié)神經內分泌系統(tǒng)調控免疫功能免疫系統(tǒng)反饋調控神經內分泌功能 網絡 immune neuroendocrinenetwork 免疫器官淋巴細胞 神經遞質 釋放激素 CRH TRH GnRH 促激素 ACTH TSH LH FSH 激素 GC T3 T4 DHT E2 細胞因子 激素 神經肽 神經內分泌免疫調節(jié)環(huán)路 neuroendocrineimmuno modulatorynetwork 細胞水平調節(jié)是一切調節(jié)的基礎1 酶的區(qū)域化分布2 關鍵酶的調節(jié) ATP AMP 比值 GKFPKPYKG G 6 P F 6 P FDP PEP Pyr LactateFDPE ATP AMP 比值 別構調節(jié)酶結構調節(jié)酶促化學修飾調節(jié)同工酶調節(jié)鈣調蛋白調節(jié)關鍵酶調節(jié)原核生物基因表達調控酶合成酶含量調節(jié)真核生物基因表達調控酶降解 乙酰CoA HMG CoAMVA HMG CoA還原酶 膽固醇 肝內膽固醇合成過程中的反饋調節(jié) 1 酶結構的調節(jié)1 1反饋抑制的概念 AspAsn PAsn 半醛homo SerThr二氫吡啶酸胱硫醚 酮基丁酸LysMetILeu AKIAK AK 1 終產物分別反饋抑制初始反應各種同工酶活性 2 終產物對分支反應酶的反饋抑制 3 終產物的順序反饋抑制 終產物對同工酶的反饋調節(jié)作用 意義 1 通過同工酶的精細調節(jié) 避免分支途徑間的相互干擾 2 使各分支代謝途徑相互協(xié)調 合理進行 節(jié)約能源 防止產物過多積聚 1 2別構調節(jié) allostericregulation 1 2 1別構調節(jié)概念 NH2COOHCOOHO CCH2NH2CH2O H2N CHO CCH COOH H3PO4PO3H2COOHNH嘧啶環(huán)CTP ATCase ATP 氨甲酰磷酸天冬氨酸 Asp 別構抑制劑 別構激活劑 將別構酶與普通的酶進行比較 有何特征 別構酶的動力學曲線 別構酶的結構組成 別構酶的協(xié)同效應 1 2 2別構酶的反應動力學曲線 ATP CTP Asp 特征之一 S型曲線1 加入CTP 更呈S型Km Vmax不變2 加入ATP 呈雙曲線圖形Km Vmax不變 別構酶曲線 6 9 未加CTP時 Km 6 加入CTP后 Km 9 1 2 3別構酶的結構組成 催化部位ATCase調節(jié)部位 GerhartandPardee提出設想 與底物結合 幷催化底物發(fā)生反應轉變?yōu)楫a物 與別構劑結合 引起酶蛋白空間構象改變而改變其活性 表2 2抑制劑對ATCase反應動力學的影響處理方法 抑制率VmaxKm x103M 2X10 4MCTP 1 不處理704 562 10 6Hg NO3 2010 0123 60 預熱4mim09 0124 0 8M尿素04 5 特征之二 別構酶是由多亞基組成的寡聚體 或稱是由催化亞基和調節(jié)亞基構成的寡聚酶 催化亞基 與底物結合 進而催化底物轉變?yōu)楫a物 調節(jié)亞基 以非共價鍵與別構劑結合 引起酶的空間構象改變 疏松或緊密 解聚或聚合 進而改變酶的催化活性 ATCase是由12個亞基 肽鏈 構成的寡聚酶 6個催化亞基 C 構成2個C3亞基群 2 C3 6個調節(jié)亞基 R 構成3個R2亞基群 3 R2 C C C C C C C C C C C C R R R R R RR RR RR T型 R型 C3 2 R2 3 R ATP CTP 1 2 4別構酶的協(xié)同效應 特征之三 協(xié)同效應 cooperativeeffect 一個配體 別構劑或底物 與酶蛋白結合后 可影響另一配體與酶蛋白結合 即 亞基與亞基之間產生影響 正協(xié)同效應協(xié)同效應負協(xié)同效應 負協(xié)同效應 negativecooperation 一個配體與酶蛋白結合后 可以減慢另一配體與酶蛋白的結合 正協(xié)同效應 positivecooperation 一個配體與酶蛋白結合后 可以促進另一配體與酶蛋白結合 即 一個比一個困難 即 一個比一個容易 同促效應 homotropiceffect 一個配體與酶蛋白結合后 可以影響另一相同的配體與酶蛋白另一位點結合 又稱同種協(xié)同效應 異促效應 heterotropiceffect 一個配體與酶蛋白結合后 可以影響另一個不相同的配體與酶蛋白另一位點結合 又稱異種協(xié)同效應 ATCase酶促體系中 體系中Asp越多 ATCase與之結合越容易 反應速度越快 加入ATP時 ATCase與Asp結合更容易 加入CTP時 ATCase與Asp結合越困難 同促正協(xié)同 異促正協(xié)同 異促負協(xié)同 1 2 5變構酶動力學模型 調節(jié)機理 1 齊變模型 concertedmodel 又稱MWC模型T態(tài) Tense T 不利于結合底物別構酶有兩種構象R態(tài) Relax R 有利于結合底物各亞基同步齊變 T態(tài) R態(tài) T4R4R3 RS 1R2 RS 2R RS 3 RS 4 S S S S K1 K2 K3 K4 底物只能與R態(tài)結合 K1 K2 K3 K4 ATCase酶促反應中 S T態(tài)轉變?yōu)镽態(tài) 促進酶與底物結合 同促正協(xié)同效應 S型圖形 加入ATP T態(tài)轉變?yōu)镽態(tài) 更利于酶與底物結合 異促正協(xié)同效應 雙曲線圖形 加入CTP R態(tài)轉變?yōu)門態(tài) 不利于酶與底物結合 異促負協(xié)同效應 更呈S型圖形 2 序變模型 sequentialmodel 又稱KNF模型T4T3 RS 1T2 RS 2T RS 3 RS 4 K1 K2 K3 K4 S S S S K1 K2 K3 K4 正協(xié)同效應K1 K2 K3 K4 負協(xié)同效應K1 K2 K3 K4 不產生協(xié)同效應 ATCase酶促反應中 加入Asp對ATCase的影響 K值逐漸減小 呈現同促正協(xié)同效應 加入CTP對ATCase的影響 K值逐漸增大 呈現異促負協(xié)同效應