生物化学 代谢调节.ppt

第二章代谢调节 神经内分泌激素水平细胞水平 一切调节基础 免疫 神经内分泌网络假说 Basedovsky 1977年 神经内分泌 免疫共享一套相同的信息分子 神经递质 激素 细胞因子及相应受体 神经系统对内分泌功能的调节神经内分泌系统调控免疫功能免疫系统反馈调控神经内分泌功能 网络 immune neuroendocrinenetwork 免疫器官淋巴细胞 神经递质 释放激素 CRH TRH GnRH 促激素 ACTH TSH LH FSH 激素 GC T3 T4 DHT E2 细胞因子 激素 神经肽 神经内分泌免疫调节环路 neuroendocrineimmuno modulatorynetwork 细胞水平调节是一切调节的基础1 酶的区域化分布2 关键酶的调节 ATP AMP 比值 GKFPKPYKG G 6 P F 6 P FDP PEP Pyr LactateFDPE ATP AMP 比值 别构调节酶结构调节酶促化学修饰调节同工酶调节钙调蛋白调节关键酶调节原核生物基因表达调控酶合成酶含量调节真核生物基因表达调控酶降解 乙酰CoA HMG CoAMVA HMG CoA还原酶 胆固醇 肝内胆固醇合成过程中的反馈调节 1 酶结构的调节1 1反馈抑制的概念 AspAsn PAsn 半醛homo SerThr二氢吡啶酸胱硫醚 酮基丁酸LysMetILeu AKIAK AK 1 终产物分别反馈抑制初始反应各种同工酶活性 2 终产物对分支反应酶的反馈抑制 3 终产物的顺序反馈抑制 终产物对同工酶的反馈调节作用 意义 1 通过同工酶的精细调节 避免分支途径间的相互干扰 2 使各分支代谢途径相互协调 合理进行 节约能源 防止产物过多积聚 1 2别构调节 allostericregulation 1 2 1别构调节概念 NH2COOHCOOHO CCH2NH2CH2O H2N CHO CCH COOH H3PO4PO3H2COOHNH嘧啶环CTP ATCase ATP 氨甲酰磷酸天冬氨酸 Asp 别构抑制剂 别构激活剂 将别构酶与普通的酶进行比较 有何特征 别构酶的动力学曲线 别构酶的结构组成 别构酶的协同效应 1 2 2别构酶的反应动力学曲线 ATP CTP Asp 特征之一 S型曲线1 加入CTP 更呈S型Km Vmax不变2 加入ATP 呈双曲线图形Km Vmax不变 别构酶曲线 6 9 未加CTP时 Km 6 加入CTP后 Km 9 1 2 3别构酶的结构组成 催化部位ATCase调节部位 GerhartandPardee提出设想 与底物结合 幷催化底物发生反应转变为产物 与别构剂结合 引起酶蛋白空间构象改变而改变其活性 表2 2抑制剂对ATCase反应动力学的影响处理方法 抑制率VmaxKm x103M 2X10 4MCTP 1 不处理704 562 10 6Hg NO3 2010 0123 60 预热4mim09 0124 0 8M尿素04 5 特征之二 别构酶是由多亚基组成的寡聚体 或称是由催化亚基和调节亚基构成的寡聚酶 催化亚基 与底物结合 进而催化底物转变为产物 调节亚基 以非共价键与别构剂结合 引起酶的空间构象改变 疏松或紧密 解聚或聚合 进而改变酶的催化活性 ATCase是由12个亚基 肽链 构成的寡聚酶 6个催化亚基 C 构成2个C3亚基群 2 C3 6个调节亚基 R 构成3个R2亚基群 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别构酶的协同效应 特征之三 协同效应 cooperativeeffect 一个配体 别构剂或底物 与酶蛋白结合后 可影响另一配体与酶蛋白结合 即 亚基与亚基之间产生影响 正协同效应协同效应负协同效应 负协同效应 negativecooperation 一个配体与酶蛋白结合后 可以减慢另一配体与酶蛋白的结合 正协同效应 positivecooperation 一个配体与酶蛋白结合后 可以促进另一配体与酶蛋白结合 即 一个比一个困难 即 一个比一个容易 同促效应 homotropiceffect 一个配体与酶蛋白结合后 可以影响另一相同的配体与酶蛋白另一位点结合 又称同种协同效应 异促效应 heterotropiceffect 一个配体与酶蛋白结合后 可以影响另一个不相同的配体与酶蛋白另一位点结合 又称异种协同效应 ATCase酶促体系中 体系中Asp越多 ATCase与之结合越容易 反应速度越快 加入ATP时 ATCase与Asp结合更容易 加入CTP时 ATCase与Asp结合越困难 同促正协同 异促正协同 异促负协同 1 2 5变构酶动力学模型 调节机理 1 齐变模型 concertedmodel 又称MWC模型T态 Tense T 不利于结合底物别构酶有两种构象R态 Relax R 有利于结合底物各亚基同步齐变 T态 R态 T4R4R3 RS 1R2 RS 2R RS 3 RS 4 S S S S K1 K2 K3 K4 底物只能与R态结合 K1 K2 K3 K4 ATCase酶促反应中 S T态转变为R态 促进酶与底物结合 同促正协同效应 S型图形 加入ATP T态转变为R态 更利于酶与底物结合 异促正协同效应 双曲线图形 加入CTP R态转变为T态 不利于酶与底物结合 异促负协同效应 更呈S型图形 2 序变模型 sequentialmodel 又称KNF模型T4T3 RS 1T2 RS 2T RS 3 RS 4 K1 K2 K3 K4 S S S S K1 K2 K3 K4 正协同效应K1 K2 K3 K4 负协同效应K1 K2 K3 K4 不产生协同效应 ATCase酶促反应中 加入Asp对ATCase的影响 K值逐渐减小 呈现同促正协同效应 加入CTP对ATCase的影响 K值逐渐增大 呈现异促负协同效应