16 物质代谢的调节控制

1．哪些化合物是联系糖类、脂质、蛋白质和核酸代谢的重要物质?为什么? 解答：详见本章引言和图16-1，并结合各代谢章节的内容加以总结归纳。 2．举例说明代谢途径的反馈调节。

解答：反馈调节主要是指在酶促反应系统中的最终产物对起始步骤的酶活性的调节作用。凡最终产物抑制起始步骤酶的活性的作用称为负反馈或反馈抑制；凡最终产物激活起始步骤酶的活性的作用称为正反馈。详见16.1.1.1“反馈调节”。

3．何谓酶活性的共价修饰调节。

解答：共价调节酶可通过其他酶对其肽链上某些基团进行共价修饰，使酶处于活性与无活性的互变状态，从而调节酶的活性，这种调节方式称为共价修饰调节作用。目前已知有6种类型的可逆共价修饰作用，(1)磷酸化／脱磷酸化；(2)乙酰化／脱乙酰化；(3)腺苷酰化／脱腺苷酰化；(4)尿苷酰化／脱尿苷酰化；(5) 甲基化／脱甲基化；(6) S—S／SH相互转变。详见16.1.1.3 “共价修饰调节作用”。

4．何谓操纵子?根据操纵子模型说明酶合成的诱导和阻遏。

解答：所谓操纵子是原核细胞基因表达的协调单位。操纵子由一组在功能上相关的结构基因和控制位点所组成。控制位点包括启动基因和操纵基因。此控制位点可受调节基因产物的调节。详见16.1.2.1“原核生物基因表达调节乳糖操纵子和色氨酸操纵子模型”。

5．说明衰减子的作用机制和生物学意义。

解答：色氨酸合成途径中除了阻遏蛋白对操纵基因的阻遏调节外，还存在色氨酸操纵子中衰减子所引起的衰减调节。衰减调节是在转录水平调节基因表达，它可使转录终止或减弱，衰减调节比阻遏作用是更为精细的调节。阻遏作用是控制转录的起始。衰减调节控制转录不能继续进行下去。转录衰减作用是转录能正常开始，但是转录过程可因细胞内氨基酸浓度升高而使转录中止的一种调节机制。细节见16.1.2.1“原核生物基因表达调节”。

6．为什么说阻遏蛋白对乳糖操纵子起负调节作用，而在降解物阻遏中的调节蛋白CAP起正调节作用?

解答：当无诱导物乳糖存在时，调节基因编码的阻遏蛋白处于活性状态，阻遏蛋白可与操纵基因相结合，阻止了RNA聚合酶与启动基因的结合，使结构基因(Z、Y、A)不能编码参与乳糖分解代谢的3种酶，既乳糖操纵子关闭，因此阻遏蛋白为负调控因子。但在大肠杆菌中含有一个称为代谢产物活化蛋白(CAP)，又称cAMP受体蛋白(CRP)，CAP及cAMP，都是lac mRNA合成所必需的， CAP能够与cAMP形成复合物，cAMP-CAP复合物结合在乳

糖操纵子的启动基因上，可促进转录的进行。因此cAMP-CAP是一个不同于阻遏蛋白的正调控因子。

7．简述真核生物的基因表达调控。

解答：真核生物基因表达，在多层次并受多种因子协同调节控制，是一种多级调控方式。包括：①转录前调节；②转录调节；③转录后加工的调节；④转运调节；⑤翻译调节；⑥mRNA降解的调节；⑦翻译后加工的调节。详见16.1.2.2。

8．举例说明激素与细胞代谢调节的关系。

解答：详见16.3.1激素对代谢的调节和各物质代谢章节中有关激素调节的相关例子。 9．生物体内的代谢调节可在哪3个水平上进行？各通过什么方式进行调节的？ 解答：代谢的调节是在3个不同水平上进行的。即：分子水平的调节、细胞水平的调节、多细胞整体水平的调节。

①分子水平的调节即酶水平的调节。生物体内的代谢过程绝大多数是由酶催化的化学反应组成的，这些反应又是在精致的调节机制控制下进行的。酶水平的调节是代谢最基本的调节。根据调节作用的性质和时间的快慢、酶水平的调节可以分成两大类：即酶活性的调节和酶浓度的调节。酶活性的调节包括酶的别构效应和共价修饰两种方式，它属于快速调节。而酶浓度的调节合成则属于基因表达调节，是慢速调节。

②细胞具有精细的结构。各类酶在细胞中有各自的空间分布，因而使不同代谢途径分别在细胞的不同部位进行。

③多细胞整体水平的调节是随着生物进化而发展起来的调节机制，植物出现了激素水平的调节，而动物不但有激素水平的调节而且还出现了更加完善的神经水平的调节，但高级水平的神经和激素的调节仍然是以分子水平和细胞水平的原始调节为基础的。