大连理工大学生物化学课件--细胞代谢与基因表达调控
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13细胞代谢和基因表达的调控-精选文档
饥饿、糖供应不足或糖代谢障碍时 第二级
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脂肪大量动员 糖不足
第三级 第四级 第五级
酮体生成增加
草酰乙酸 相对不足 氧化受阻
高酮血症
赵丹丹
第13章 细胞代谢和基因表达的调控 《生物化学》
10 主讲：赵丹丹
（二）糖与氨基酸代谢的相互联系 1. 大部分氨基酸脱氨基后，生成相应的 第二级 α-酮酸，可转变为糖。 例如：
一 物质代谢调控
内分泌器官，其分泌的激素可对其他细胞发挥代谢调节作用。 在中枢神经系统的控制下，或通过神经纤维及神经递质对靶细 胞直接发生影响，或通过某些激素的分泌来调节某些细胞的代谢及 功能，并通过各种激素的互相协调而对机体代谢进行综合调节。
二 基因表达调控
赵丹丹 第13章 细胞代谢和基因表达的调控 《生物化学》
第13章 细胞代谢和基因表达的调控 《生物化学》
7 主讲：赵丹丹
二、糖、脂和蛋白质之间的相互联系
（一）糖代谢与脂代谢的相互联系 单击此处编辑母版文本样式 1. 摄入的糖量超过能量消耗时
合成糖原储存（肝、肌肉） 葡 萄 糖
赵丹丹
第二级 第三级 第四级 第五级
乙酰CoA
合成脂肪 （脂肪组织）
8 主讲：赵丹丹
赵丹丹 第13章 细胞代谢和基因表达的调控 《生物化学》
6 主讲：赵丹丹
● 任一供能物质的代谢占优势，常能抑制和节约
其他物质的降解。
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第二级 第三级 第四级 ATP 第五级
例如：
脂肪分解增强
增多
ATP/ADP 比值增高
糖分解被抑制
赵丹丹
6-磷酸果糖激酶-1被抑制 （糖分解代谢限速酶之一）
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脂肪大量动员 糖不足
第三级 第四级 第五级
酮体生成增加
草酰乙酸 相对不足 氧化受阻
高酮血症
赵丹丹
第13章 细胞代谢和基因表达的调控 《生物化学》
10 主讲：赵丹丹
（二）糖与氨基酸代谢的相互联系 1. 大部分氨基酸脱氨基后，生成相应的 第二级 α-酮酸，可转变为糖。 例如：
一 物质代谢调控
内分泌器官，其分泌的激素可对其他细胞发挥代谢调节作用。 在中枢神经系统的控制下，或通过神经纤维及神经递质对靶细 胞直接发生影响，或通过某些激素的分泌来调节某些细胞的代谢及 功能，并通过各种激素的互相协调而对机体代谢进行综合调节。
二 基因表达调控
赵丹丹 第13章 细胞代谢和基因表达的调控 《生物化学》
第13章 细胞代谢和基因表达的调控 《生物化学》
7 主讲：赵丹丹
二、糖、脂和蛋白质之间的相互联系
（一）糖代谢与脂代谢的相互联系 单击此处编辑母版文本样式 1. 摄入的糖量超过能量消耗时
合成糖原储存（肝、肌肉） 葡 萄 糖
赵丹丹
第二级 第三级 第四级 第五级
乙酰CoA
合成脂肪 （脂肪组织）
8 主讲：赵丹丹
赵丹丹 第13章 细胞代谢和基因表达的调控 《生物化学》
6 主讲：赵丹丹
● 任一供能物质的代谢占优势，常能抑制和节约
其他物质的降解。
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第二级 第三级 第四级 ATP 第五级
例如：
脂肪分解增强
增多
ATP/ADP 比值增高
糖分解被抑制
赵丹丹
6-磷酸果糖激酶-1被抑制 （糖分解代谢限速酶之一）
大连理工大学生物化学课件--代谢总论
11
2、新陈代谢（ metabolism）的功能
新陈代谢是高度协调的细胞活动，有很多多聚酶系统（代 谢路径）协调合作来完成其功能。 ☞捕获太阳能或降解从周围环境中获得的营养物质来获得 化学能；
☞把营养物质转化为自身结构元件（细胞自己的特征分
子），包括生物大分子的前体分子； ☞将结构元件装配成自身的大分子，如蛋白质、核酸等； ☞合成或降解细胞特殊功能所需要的生物分子； ☞提供生命活动所需要的所有能量。
37
2、自由能（free energy）
物理意义：－ΔＧ＝Ｗ* (体系中能对环境作功的能量) 自由能的变化能预示某一过程能否自发进行，即： ΔG<0，反应能自发进行 ΔG>0，反应不能自发进行 ΔG=0，反应处于平衡状态。 自由能的概念对于研究生物化学过程的力能学具有很重要 的意义，生物体用于作功的能量正是体内化学反应释放的自由
体外化学反应？
19
二、新陈代谢的研究方法
1、活体内(in vivo)水平的代谢研究 2、体外(in vitro)水平的代谢研究 3、整体水平的研究 4、器官水平的代谢研究 5、细胞、亚细胞水平的代谢研究
20
新陈代谢研究的具体对象——活细胞中所有化学变化
单细胞生物
多细胞生物
病毒(virus) 噬菌体(bacteriophage) 病毒和噬菌体介于生 物和非生物之间，只有寄 生于生物细胞中，才能表 现代谢等生命现象。
为试验对象，给犬饲喂不同
碳原子数的脂肪酸后，分析 它的排泄物成分，提出了脂 肪酸-氧化作用的学说。
24
4、器官水平的代谢研究
如，排尿素动物尿素合成部位 的研究。 切除动物的肝脏，发现动 物血液中氨基酸水平和血氨水 平均升高，而尿中尿素含量下
2、新陈代谢（ metabolism）的功能
新陈代谢是高度协调的细胞活动，有很多多聚酶系统（代 谢路径）协调合作来完成其功能。 ☞捕获太阳能或降解从周围环境中获得的营养物质来获得 化学能；
☞把营养物质转化为自身结构元件（细胞自己的特征分
子），包括生物大分子的前体分子； ☞将结构元件装配成自身的大分子，如蛋白质、核酸等； ☞合成或降解细胞特殊功能所需要的生物分子； ☞提供生命活动所需要的所有能量。
37
2、自由能（free energy）
物理意义：－ΔＧ＝Ｗ* (体系中能对环境作功的能量) 自由能的变化能预示某一过程能否自发进行，即： ΔG<0，反应能自发进行 ΔG>0，反应不能自发进行 ΔG=0，反应处于平衡状态。 自由能的概念对于研究生物化学过程的力能学具有很重要 的意义，生物体用于作功的能量正是体内化学反应释放的自由
体外化学反应？
19
二、新陈代谢的研究方法
1、活体内(in vivo)水平的代谢研究 2、体外(in vitro)水平的代谢研究 3、整体水平的研究 4、器官水平的代谢研究 5、细胞、亚细胞水平的代谢研究
20
新陈代谢研究的具体对象——活细胞中所有化学变化
单细胞生物
多细胞生物
病毒(virus) 噬菌体(bacteriophage) 病毒和噬菌体介于生 物和非生物之间，只有寄 生于生物细胞中，才能表 现代谢等生命现象。
为试验对象，给犬饲喂不同
碳原子数的脂肪酸后，分析 它的排泄物成分，提出了脂 肪酸-氧化作用的学说。
24
4、器官水平的代谢研究
如，排尿素动物尿素合成部位 的研究。 切除动物的肝脏，发现动 物血液中氨基酸水平和血氨水 平均升高，而尿中尿素含量下
最新细胞代谢和基因表达的调控细胞代谢包括物质代谢和幻灯片课件
当细胞内有诱导物（乳糖或IPTG）存在时，诱导物与阻遏蛋白 结合，改变阻遏蛋白构象，使之迅速从操纵基因上解离下来。 这样RNA聚合酶就能与启动子结合，并形成开放性启动子复 合物，从而开始转录LacZYA结构基因。 图片8-3《孙乃恩》P 285
IPTG：异丙基-β-D硫代半乳糖苷（安慰诱导物），能对乳糖操 纵子产生极强的诱导效应，是强诱导物。
神经水平调节
动 物 激素水平调节
植 物 细胞水平调节 酶水平调节 单细胞生物
神经调节：整体的、最高级的调节。 激素调节：受神经调节控制。第二级调节。 酶调节：原始的、基本的调节。第三级调节。
酶水平的调节：酶活性调节（酶原激活、别构效应、共价修饰） 和酶含量（基因表达调控）
一、 酶水平的调节
酶水平的调节，主要通过酶定位的区域化、酶活性的调节、酶 含量的调节，这三个方面进行。
Y:乳糖穿透酶
阻遏蛋白
A:转乙酰基酶
变构
阻遏乳糖蛋白
表达
诱导状态
阻遏蛋白变构失活
四、乳糖操纵子的工作原理:2. 正调控
乳糖操纵子
CAP
调控区
P
O
Z
结构基因
Y
A
CAP位点 启动子 操纵基因 分解代谢乳糖的三种酶基因
(Catabolite
Activator Protein site)
变构
CAP
CAP
CAP变构激活
三、 激素水平的调节
第一节
基因表达的调节
基因表达有几个水平的调节
⑴转录水平
⑵翻泽水平
⑶加工水平 转录后加工、翻译后加工
⑷蛋白质活性调节
其中最关键的是⑴，基因表达的控制主要发生在转录水平,原核生物尤其如此。
IPTG：异丙基-β-D硫代半乳糖苷（安慰诱导物），能对乳糖操 纵子产生极强的诱导效应，是强诱导物。
神经水平调节
动 物 激素水平调节
植 物 细胞水平调节 酶水平调节 单细胞生物
神经调节：整体的、最高级的调节。 激素调节：受神经调节控制。第二级调节。 酶调节：原始的、基本的调节。第三级调节。
酶水平的调节：酶活性调节（酶原激活、别构效应、共价修饰） 和酶含量（基因表达调控）
一、 酶水平的调节
酶水平的调节，主要通过酶定位的区域化、酶活性的调节、酶 含量的调节，这三个方面进行。
Y:乳糖穿透酶
阻遏蛋白
A:转乙酰基酶
变构
阻遏乳糖蛋白
表达
诱导状态
阻遏蛋白变构失活
四、乳糖操纵子的工作原理:2. 正调控
乳糖操纵子
CAP
调控区
P
O
Z
结构基因
Y
A
CAP位点 启动子 操纵基因 分解代谢乳糖的三种酶基因
(Catabolite
Activator Protein site)
变构
CAP
CAP
CAP变构激活
三、 激素水平的调节
第一节
基因表达的调节
基因表达有几个水平的调节
⑴转录水平
⑵翻泽水平
⑶加工水平 转录后加工、翻译后加工
⑷蛋白质活性调节
其中最关键的是⑴，基因表达的控制主要发生在转录水平,原核生物尤其如此。
细胞代谢与基因表达调控
mRNA 酶蛋白 阻遏蛋白不能跟操纵基因结合, 结构基因可以表达
代谢产物
代谢产物与阻遏蛋白结合,从而使阻遏蛋 白能够阻挡操纵基因,结构基因不表达
– 衰减（attenuation） ：主要涉及与氨基酸合成 有关的操纵基因。
色氨酸操纵基因启动子下游有一段引导顺序 （50-60bp有2个色氨酸密码子），终止信号位 于100-140bp之间，可形成发夹结构，但取决 于聚合酶与核糖体之间的相对位置。
例：糖原磷酸化酶的共价修饰
磷酸化酶 b
（无活性）
ATP
ADP
激酶
磷酸酯酶
P -OH
H2O
磷酸化酶a P
（有活性）
肾上腺素或
酶
胰高血糖素
1、腺苷酸环化酶
级
（无活性）
腺苷酸环化酶（活性）
联
2、ATP
系
cAMP
肾上腺素或 胰高血糖素 1
2 102
统 调
3、蛋白激酶 （无活性）
R、cAMP 3 蛋白激酶（活性）
天冬氨酸
氨基酸
磷酸烯醇式丙酮酸
+羧
+化 +
—
酶
丙酮酸 乙酰CoA
草酰乙酸
拧檬酸
蛋白质
-酮戊二酸
产能反应和需能反应的调节
能荷=
[ATP]+0.5[ADP] —————————
[ATP]+[ADP]+[AMP]
[ATP]
ATP系统质量作用比=
[Pi] [ADP]
糖酵解与三羧酸循环途径的调节
-
己糖激酶
糖代谢与脂类代谢的相互联系
有氧氧化
从头合成
乙酰CoA，NADPH
代谢产物
代谢产物与阻遏蛋白结合,从而使阻遏蛋 白能够阻挡操纵基因,结构基因不表达
– 衰减（attenuation） ：主要涉及与氨基酸合成 有关的操纵基因。
色氨酸操纵基因启动子下游有一段引导顺序 （50-60bp有2个色氨酸密码子），终止信号位 于100-140bp之间，可形成发夹结构，但取决 于聚合酶与核糖体之间的相对位置。
例：糖原磷酸化酶的共价修饰
磷酸化酶 b
（无活性）
ATP
ADP
激酶
磷酸酯酶
P -OH
H2O
磷酸化酶a P
（有活性）
肾上腺素或
酶
胰高血糖素
1、腺苷酸环化酶
级
（无活性）
腺苷酸环化酶（活性）
联
2、ATP
系
cAMP
肾上腺素或 胰高血糖素 1
2 102
统 调
3、蛋白激酶 （无活性）
R、cAMP 3 蛋白激酶（活性）
天冬氨酸
氨基酸
磷酸烯醇式丙酮酸
+羧
+化 +
—
酶
丙酮酸 乙酰CoA
草酰乙酸
拧檬酸
蛋白质
-酮戊二酸
产能反应和需能反应的调节
能荷=
[ATP]+0.5[ADP] —————————
[ATP]+[ADP]+[AMP]
[ATP]
ATP系统质量作用比=
[Pi] [ADP]
糖酵解与三羧酸循环途径的调节
-
己糖激酶
糖代谢与脂类代谢的相互联系
有氧氧化
从头合成
乙酰CoA，NADPH
大连理工大学生物化学-细胞代谢与基因表达调控课件
激素 受体
G蛋白 环化酶
细胞膜
ATP
cAMP+PPi
R
c
蛋白激酶（无活性）
c+ R
蛋白激酶（有活性）
cAMP
内在蛋白质的磷酸化作用
改变细胞的生理过程
PPT学习交流
细胞膜
56
物质代谢的激素调节
PPT学习交流
57
物质代谢的激素调节
PPT学习交流
58
调 节 代 谢 的 信 息 分 子
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59
PPT学习交流
45
肝 脏 中 的 糖 代 谢
PPT学习交流
46
脂 肪 的 贮 存 与 动 员
PPT学习交流
47
肝 脏 中 的 脂 肪 酸 代 谢
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48
肝 脏 中 的 氨 基 酸 代 谢
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49
氧 、 代 谢 物 、 激 素 血 液 中 的 运 输
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50
血糖浓度的调节
还原性有机物
分解代谢
氧化物
NADP+
NADPH+H+
还原性生物 合成产物
还原性生物合成反应
氧化前体
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19
二、 代谢的基本要略
代谢的基本要略在于形成ATP、还原力和构造 单元以用于生物合成各类生物分子，进而装配 成生物不同层次的结构。生物合成和生物形态 建成是一个耗能和增加有序结构的过程，需要 由物质流、能量流和信息流来支持。
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14
由ATP携带能量传递给细胞的需能过程
ATP
太阳能 化学能
ADP+Pi
生物合成 细胞运动 膜运输
基础医学-细胞生物学-细胞代谢与基因表达调控调控PPT优选课件
第13章 代谢与代谢调控调控
2020/10/18
1
第一节 新陈代谢
新陈代谢
概念、意义、本质
生物体与外界环境之间物质和能量的交换，以及生物 体内物质和能量的转变过程
1、是生物最基本特征，包括消化、吸收、中间 代谢、排泄。
2、包括同化作用和异化作用两个生理过程
3、实质:物质、能量代谢
4、新陈代谢是生物体内自我更新的过程
ATP ADP+Pi
+ -酮戊二酸
O2
NADH
-酮戊二酸 脱氢酶
草酰乙酸
ADP+Pi ATP
PE PEP丙酮酸
- P 羧激酶 -
柠檬酸 乙酰CoA
细胞液 线粒体
柠檬酸
合柠成檬酶酸乙酰Co脱丙A氢酮丙酶酸酮酸
多细胞整体水平调节
CNS的控制下，通过神经递质对效应 内分器泌发腺生所直分接泌影的响激，素或通者过改体变液激输素送的到分泌。 代一谢定物组通织过，影作响用细于胞靶内细酶胞活，力改和变酶酶合活成性 量而的调变节化代，谢改反变应合的成方或向分和解速代度谢。过程的 速度
2020/10/18
20
一、酶水平的调节
6
能量代谢在新陈代谢中的地位
吸能的反应必须由外界供给能量 ATP是能量代谢的“货币”
在能量贮存和传递中，起着重要作用的物质 1）辅酶I和辅酶II的递能作用 （VPP） 2）FMN和FAD递能作用（VB2） 3）CoA在能量代谢中的作用（VB3 ，泛酸）
2020/10/18
7
食物的卡价与呼吸商
2020/10/18
2
同化作用和异化作用：
同化作用
外界物质
ATP
机体自身物质
异化作用
2020/10/18
1
第一节 新陈代谢
新陈代谢
概念、意义、本质
生物体与外界环境之间物质和能量的交换，以及生物 体内物质和能量的转变过程
1、是生物最基本特征，包括消化、吸收、中间 代谢、排泄。
2、包括同化作用和异化作用两个生理过程
3、实质:物质、能量代谢
4、新陈代谢是生物体内自我更新的过程
ATP ADP+Pi
+ -酮戊二酸
O2
NADH
-酮戊二酸 脱氢酶
草酰乙酸
ADP+Pi ATP
PE PEP丙酮酸
- P 羧激酶 -
柠檬酸 乙酰CoA
细胞液 线粒体
柠檬酸
合柠成檬酶酸乙酰Co脱丙A氢酮丙酶酸酮酸
多细胞整体水平调节
CNS的控制下，通过神经递质对效应 内分器泌发腺生所直分接泌影的响激，素或通者过改体变液激输素送的到分泌。 代一谢定物组通织过，影作响用细于胞靶内细酶胞活，力改和变酶酶合活成性 量而的调变节化代，谢改反变应合的成方或向分和解速代度谢。过程的 速度
2020/10/18
20
一、酶水平的调节
6
能量代谢在新陈代谢中的地位
吸能的反应必须由外界供给能量 ATP是能量代谢的“货币”
在能量贮存和传递中，起着重要作用的物质 1）辅酶I和辅酶II的递能作用 （VPP） 2）FMN和FAD递能作用（VB2） 3）CoA在能量代谢中的作用（VB3 ，泛酸）
2020/10/18
7
食物的卡价与呼吸商
2020/10/18
2
同化作用和异化作用：
同化作用
外界物质
ATP
机体自身物质
异化作用
生物化学 细胞代谢与基因表达调控
代谢调节的信息分子
生物信息分子分为细胞间信息分子和细胞内信息分子2大类。 细胞间信息分子
① 局部化学介质（旁分泌信号）：生长因子、细胞生长抑素、一氧化氮、前列 腺素等；
② 激素（内分泌信号）：胰岛素、肾上腺素、甲状腺素等； ③ 神经递质（突触分泌信号）：乙酰胆碱、GABA等； ④ 癌基因表达蛋白（自分泌信号）。
骨骼肌通过代谢产生能量以驱使运动 ; 脂肪组织贮存脂肪并且释放脂肪酸，为整个身体提供燃料; 脑的离子泵产生电信号调控机体(神经调节); 肝脏扮演着代谢中心的角色, 它释放各种营养成分入血，经血液输送为
全身组织提供营养物质.
肝脏是机体代谢的“中央处理器”（CPU）
糖类、氨基酸、脂肪的代谢转化； 为肌肉、脑及其他组织提供营养成分； 血液是肝和肝外组织的联系通道。
正协同变构(激活)的S形曲线
酶结合底物或变构剂后,构象的变 化使酶对底物的亲合力大大增强
负协同变构(抑制)的表观双曲线
酶与变构抑制剂结合后,在底物浓度 较低的范围内酶活性增加较快,但底 物浓度升高后,催化速率并不显著增 加,这意味着高浓度的底物并不能形 成高浓度的产物
[S]
酶活性的共价修饰调节
【酶的共价修饰】
物质代谢的激素调节
血糖浓度的调节
高血糖引起胰岛素分泌↑ 肌糖原合成,葡萄糖氧化→血糖↓ 肝糖原合成,葡萄糖氧化→血糖↓
低血糖引起胰高血糖素分泌↑ 肝糖原分解,糖异生加强→血糖↑
高血糖 胰岛
胰岛素 低血糖
胰高血糖素
饥饿状态时的能量代谢
饥饿状态时的能量代谢
短期饥饿 当断食1~3天左右，可利用的肝糖原显著减少，血糖趋向稳定，
➢ 酶蛋白肽链上的一些基团可与某种化学基团发生可逆的共价结合，从 而改变酶的活性。这种酶活性的调节方式称为共价修饰。能进行共价 修饰的酶称为共价修饰酶。
[精选]第十四章细胞代谢与基因表达调控名师编辑PPT课件--资料
![[精选]第十四章细胞代谢与基因表达调控名师编辑PPT课件--资料](https://img.taocdn.com/s3/m/78b49dd6524de518964b7da6.png)
真核生物基因表达在不同水平上进行调节
一般不组成操纵子；不形成多顺反子；
转录前水平调节
1.高等生物的细胞具有全能性 细胞质中存在决定分化状态的某些控制因子。
2.通过改变DNA序列和染色质结构从而影响基因表达
染色质丢失 基因扩增（如rDNA 、癌基因） 基因重排（失去、转移） 染色体DNA的修饰和异染色质化
2.启动子和增强子（促进转录的序列）、沉默子、绝缘子
启动子：DNA分子上结合RNA聚合酶并形成转录起始复合物的区域，在许 多情况下还包括促进这一过程的调节蛋白质结合位点。 TATA框、CAAT框、GC框均属上游控制元件。
增强子：远距离调节启动子以增强转录速率的DNA序列。（特点和作用机制） 沉默子：远距离调节启动子以降低转录速率的DNA序列。 绝缘子：可阻止增强子对区域外启动子的影响。
3.反义RNA的作用
可以通过互补序列与特定的mRNA相结合（SD序列和起始密码子）从 而抑制mRNA的核生物基因组特点
❖ DNA分子有多个，以染色质（或染色体）形式存在。 ❖ 有重复序列
单拷贝：一次或少数几次，结构基因。 中度重复：几十次~几千次，rRNA和tRNA基因。 高度重复：几百万次（少于10bp）与调控（调控基因）、 染色体结构形成有关。 ❖ 有断裂基因：被内含子隔开。
反式作用因子结合DNA的结构域有 螺旋－转角－螺旋基序
锌指基序
亮氨酸拉链基序
螺旋－突环－螺旋基序
反式作用因子还有一个或多个结构域与转录活化或与其他调节蛋白相 互作用。
4.顺式作用与反式作用
真核细胞与原核细胞基因转录的调节不同点？572页
转录后水平调节：各种RNA的转录后加工 翻译水平的调节：与原核生物相似 翻译后水平的调节：
一般不组成操纵子；不形成多顺反子；
转录前水平调节
1.高等生物的细胞具有全能性 细胞质中存在决定分化状态的某些控制因子。
2.通过改变DNA序列和染色质结构从而影响基因表达
染色质丢失 基因扩增（如rDNA 、癌基因） 基因重排（失去、转移） 染色体DNA的修饰和异染色质化
2.启动子和增强子（促进转录的序列）、沉默子、绝缘子
启动子：DNA分子上结合RNA聚合酶并形成转录起始复合物的区域，在许 多情况下还包括促进这一过程的调节蛋白质结合位点。 TATA框、CAAT框、GC框均属上游控制元件。
增强子：远距离调节启动子以增强转录速率的DNA序列。（特点和作用机制） 沉默子：远距离调节启动子以降低转录速率的DNA序列。 绝缘子：可阻止增强子对区域外启动子的影响。
3.反义RNA的作用
可以通过互补序列与特定的mRNA相结合（SD序列和起始密码子）从 而抑制mRNA的核生物基因组特点
❖ DNA分子有多个，以染色质（或染色体）形式存在。 ❖ 有重复序列
单拷贝：一次或少数几次，结构基因。 中度重复：几十次~几千次，rRNA和tRNA基因。 高度重复：几百万次（少于10bp）与调控（调控基因）、 染色体结构形成有关。 ❖ 有断裂基因：被内含子隔开。
反式作用因子结合DNA的结构域有 螺旋－转角－螺旋基序
锌指基序
亮氨酸拉链基序
螺旋－突环－螺旋基序
反式作用因子还有一个或多个结构域与转录活化或与其他调节蛋白相 互作用。
4.顺式作用与反式作用
真核细胞与原核细胞基因转录的调节不同点？572页
转录后水平调节：各种RNA的转录后加工 翻译水平的调节：与原核生物相似 翻译后水平的调节：
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磷酸戊糖途径：6-磷酸葡萄糖核糖-5-磷酸+NADPH 147~153
糖原分解：糖原1-磷酸葡萄糖血糖
176~182
整理ppt
2
糖合成代谢
糖异生：糖酵解中间物、产物及TCA中间物葡萄糖 154~158
葡萄糖-乳酸循环：葡萄糖 丙酮酸乳酸葡萄糖 158
糖原合成：6-磷酸葡萄糖 1-磷酸葡萄糖糖原
183~187
310
核苷酸代谢
核苷酸分解：嘌呤尿酸；
387~391
嘧啶氨、CO2、β- 丙氨酸、β-氨基异丁酸
核苷酸合成：氨基酸嘌呤、嘧啶
391~403
DNA复制、修复：
406
RNA合成及加工：
455
蛋白质合成及修饰：
整理ppt
517
5
蛋白质 核酸
淀粉、糖原
脂肪
一、 细 胞 代 谢 的 调 节 网 络
氨基酸
核苷酸
细胞代谢 与 基因表达调控
整理ppt
1
糖分解代谢
糖酵解：葡萄糖 丙酮酸
63~84
己糖进入糖酵解：果糖 6-磷酸果糖
85~89
半乳糖 1-磷酸半乳糖 1-磷酸葡萄糖
甘露糖 6-磷酸甘露糖 6-磷酸果糖
丙酮酸氧化脱羧：丙酮酸乙酰COA 柠檬酸循环：乙酰COA CO2 氧化磷酸化：合成ATP
92~96 95~112 114~146
•核 苷 酸 的 一 些 衍 生 物 具 重 要 生 理 功 能 （ 如 CoA ， NAD+ ， NADP+，cAMP，cGMP）。
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11
分解代谢和合成 代谢的单向性
二磷酸果糖磷酸酯酶
糖原（或淀粉）
1-磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖
己糖激酶 葡萄糖
6-磷酸果糖 6-磷酸葡萄糖磷酸酯酶 果糖激酶
[ATP] [ADP]
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14
由ATP携带能量传递给细胞的需能过程
ATP
太阳能 化学能
ADP+Pi
生物合成 细胞运动 膜运输
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15
肌 肉 使 功用
做
ATP
整理ppt
16
肌 肉 使 功用
做
ATP
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17
脑 利 用
冲 动产
生 神 经
ATP
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18
通过NADPH循环将还原力由分解代谢转移 给生物合成反应
PEP 丙酮酸
乙酰乙酰CoA
草酰乙酸 苹果酸 延胡索酸 琥珀酸 琥珀酰CoA
-酮戊二酸
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甘油
脂肪酸
丙二单酰CoA
乙酰CoA
胆固醇
乙醛酸
柠檬酸
异柠檬酸 6
一、细胞代谢的调节网络
糖代谢与脂类代谢的相互联系
有氧氧化 乙酰CoA，NADPH 从头合成 脂肪酸 糖
酵解 磷酸二羟丙酮
α-磷酸甘油
脂肪
甘油
还原性有机物
分解代谢
氧化物
NADP+
NADPH+H+
还原性生物 合成产物
还原性生物合成反应 整理ppt
氧化前体
19
二、 代谢的基本要略
代谢的基本要略在于形成ATP、还原力和构造 单元以用于生物合成各类生物分子，进而装配 成生物不同层次的结构。生物合成和生物形态 建成是一个耗能和增加有序结构的过程，需要 由物质流、能量流和信息流来支持。
1-磷酸葡萄糖
生糖氨基酸
甘氨酸 天冬氨酸 谷氨酰氨
丙氨酸 甘氨酸 丝氨酰 苏氨酸 半胱氨酸
天冬氨酸 天冬酰氨
酪氨酸 天冬氨酸 苯丙酰氨
异亮氨酸 甲硫酰氨
苏氨酸 缬氨酸
谷氨酸 谷氨酰氨
组氨酸 脯氨酸 精氨酸
核糖-5-磷酸
6-磷酸葡萄糖 磷酸二羟丙酮
生酮氨基酸
亮氨酸 赖氨酸 酪酰氨 色氨酸 笨丙氨酸
异亮氨酸 亮氨酸 色氨酸
形成酮体：乙酰COA 乙酰乙酸、β-羟丁酸
244~245
胆固醇及胆固醇酯合成：乙酰COA 胆固醇胆固醇酯 284
磷脂合成：脂肪酸磷脂
268~278
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4
氨基酸核苷酸代谢
氨基酸分解：氨基酸乙酰COA，TCA中间物 氨基酸合成
303~329
尿素循环：氨尿素
340~362
葡萄糖-丙氨酸循环：丙氨酸葡萄糖
多细胞整体水平调节
神经水平调节
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21
酶活性的前馈和反馈调节
前馈（feedforward ）和反馈（feedback ）是来自电子工程 学的术语，前者的意思是“输入对输出的影响”，后者的意思是 “输出对输入的影响”，这里分别借用来说明底物和代谢产物对 代谢过程的调节作用。这种调节可能是正调控，也可能是负调控， 其调节机理是通过酶的变构效应来实现。
草酰乙酸 苹果酸 延胡索酸
8
琥珀酸
糖代谢与蛋白质代谢的相互联系
糖 →→ α-酮酸 NH3 氨基酸
蛋白质
蛋白质 氨基酸 α-酮酸 糖
（生糖氨基酸）
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9
脂类代谢与蛋白质代谢的相互联系
甘油 脂肪
磷酸二羟丙酮
脂肪酸 乙酰CoA 氨基酸碳架
氨基酸
蛋白质
蛋白质 氨基酸 酮酸或乙酰CoA （生酮氨基酸）
脂肪酸 脂肪
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10
核酸与糖、脂类、蛋白质代谢的联系
•核酸是细胞内重要的遗传物质，控制着蛋白质的合成，影响 细胞的成分和代谢类型；
•核酸生物合成需要糖和蛋白质的代谢中间产物参加，而且需 要酶和多种蛋白因子；
•各类物质代谢都离不开具高能磷酸键的各种核苷酸，如ATP 是能量的“通货”，UTP参与多糖的合成，CTP参与磷脂合成 ，GTP参与蛋白质合成与糖异生作用；
光合作用： CO2+H2O 葡萄糖+O2
197~229
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3
脂肪的分解代谢
脂肪酸β-氧化：脂肪酸乙酰COA
234~239
酮体氧化：乙酰乙酸、β-羟丁酸乙酰COA CO2 245
脂类合成代谢
脂肪酸合成：乙酰COA 脂肪酸
257~267
三脂酰甘油合成：乙酰COA 脂肪酸 三脂酰甘油 267~268
磷酸二羟丙酮
糖代谢
脂肪
脂肪酸 -氧化 乙酰CoA乙醛酸循环琥珀酸 糖异生 糖 (植物)
整理TCpApt
7
脂肪代谢和糖代谢的关系
3-磷酸甘油 三酰甘油
葡萄糖
脂肪酸
甘油
氧
合
化
成
丙酮酸
乙酰 CoA
植物或微 生物
三羧酸 循环
乙醛酸 循环
整理ppt
糖原（或淀粉） 1，6-二磷酸果糖
磷酸二羟丙酮 磷酸烯醇丙酮酸
整理ppt
20
代谢调节
生命有限的空间内，同时有复杂的代谢途径在运 转，因此必须有灵巧而严密的调节机制，才能使代谢 适应外界环境的变化与生物自身生长发育的需要。
漫长的生物进化历程中，机体的结构、代谢和生 理功能越来越复杂，代谢调节机制也随之变为复杂。
代谢调节的四级水平：
酶水平调节
细胞水平调节
激素水平调节
1,6-二磷酸果糖
3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮
PEP羧激酶
2磷酸烯醇丙酮酸
2草酰乙酸
丙酮酸激酶
丙酮酸羧化酶整理ppt2丙酮酸
12
ATP NADPH
和
整理ppt
13
细胞能量状态指标
能荷=
[ATP]+0.5[ADP] —————————
[ATP]+[ADP]+[AMP]
[ATP]
ATP系统质量作用比=