这是一道考研题。
原题是:微生物发酵产乙醇是生物能源的研究内容,其本质是利用糖酵解途径将葡萄糖转化为乙醇,根据所学知识,从糖代谢途径、关键酶和代谢调控角度,谈谈发酵产乙醇需要解决的关键问题,以及基因工程可能发挥的作用。
从糖代谢途径、关键酶和代谢调控角度,谈谈发酵产乙醇需要解决的关键问题,以及基因工程可能发挥的作用。
答案:4 悬赏:40 手机版
解决时间 2021-03-01 06:43
- 提问者网友:世勋超人
- 2021-02-28 20:19
最佳答案
- 五星知识达人网友:千杯敬自由
- 2021-02-28 21:45
不可逆反应在代谢调控网络中的重要性。
在代谢途径中,各种酶所催化的反应对整个代谢途径的作用是不等同的。在不可逆反应中,通过调节关键酶的活性和酶量来控制代谢物的流量。整个代谢途径具有单向性,体内的分解代谢和合成代谢各自有自身的途径。这种机制可使生物合成和降解分别处于热力学的有力状态。生物合成多为耗能反应,常与ATP的水解相偶联,而分解代谢多为放能反应。
代谢途径中的关键酶具有下列特点:1、它催化的反应速度最慢,因此它决定整个代谢途径的总速度 2、一般催化单向反应,因此它的活性决定代谢途径的方向;3、关键酶为寡聚酶,其活受多种形式的调节;4、一个代谢途径的第一个酶及分支后的第一个酶,通常都是关键酶。
不可逆反应中,对关键酶活性的调节大致分快速调节和迟缓调节两种方式。
迟缓调节,主要通过改变酶合成的诱导和阻遏(影响转录和阻遏)或酶蛋白降解以及酶原转化的速度来调节细胞内酶分子的浓度。酶的诱导和阻遏可用操纵子模型来解释。原核生物基因可组成操纵子作为基因表达的协同单位,它包括在功能上彼此有关的结构基因和控制部位(启动子和操纵基因),可接受调节基因产物(阻遏蛋白)的作用。如可诱导操纵子乳糖操纵子和可阻遏操纵子色氨酸操纵子。
快速调节主要通过共价修饰(如磷酸化\去磷酸化)、激活剂或抑制剂对酶的非共价作用(变构调节),以及亚基的聚合和解聚等方式改变酶分子的结构。代谢底物和代谢产物对代谢过程关键酶(变构酶)活性的调节作用分别成为前馈和反馈,这种作用或是激活(正作用),或是抑制(负作用)。ATP/ADP不但作为细胞能量状态调节代谢,而且ATP、ADP还是许多关键酶的变构效应物。
例如, 糖酵解的3个不可逆反应由3个关键酶催化:1、己糖激酶;2、磷酸己糖激酶-1;3、丙酮酸激酶。以上3个关键酶都是寡聚酶,都是变构酶,主要受细胞内能量状况ATP/ADP(AMP)的影响。己糖激酶为代谢途径的第一个酶,催化产物6磷酸葡萄糖是其变构抑制剂,丙酮酸激酶还通过两种方式调节活性,一种是共价修饰:磷酸化后失去活性;另一种是聚合和解聚(激活剂存在,平衡倾向于形成四聚体,活力升高,抑制因子可稳定二聚体构象)。6-磷酸葡萄糖对丙酮酸激酶的激活作用,为正前馈。糖酵解途径中,作为终产物之一的ATP不是直接抑制第一个关键酶,而是首先抑制磷酸果糖激酶,这样必然造成6-磷酸葡萄糖的积累,它在反馈抑制己糖激酶,属于逐级反馈。
脂肪酸合成中,高浓度的乙酰CoA对关键酶乙酰CoA羧化酶有抑制作用就是负前馈;终产物脂肪酸的积累,直接反馈抑制乙酰CoA羧化酶。
在代谢途径中,各种酶所催化的反应对整个代谢途径的作用是不等同的。在不可逆反应中,通过调节关键酶的活性和酶量来控制代谢物的流量。整个代谢途径具有单向性,体内的分解代谢和合成代谢各自有自身的途径。这种机制可使生物合成和降解分别处于热力学的有力状态。生物合成多为耗能反应,常与ATP的水解相偶联,而分解代谢多为放能反应。
代谢途径中的关键酶具有下列特点:1、它催化的反应速度最慢,因此它决定整个代谢途径的总速度 2、一般催化单向反应,因此它的活性决定代谢途径的方向;3、关键酶为寡聚酶,其活受多种形式的调节;4、一个代谢途径的第一个酶及分支后的第一个酶,通常都是关键酶。
不可逆反应中,对关键酶活性的调节大致分快速调节和迟缓调节两种方式。
迟缓调节,主要通过改变酶合成的诱导和阻遏(影响转录和阻遏)或酶蛋白降解以及酶原转化的速度来调节细胞内酶分子的浓度。酶的诱导和阻遏可用操纵子模型来解释。原核生物基因可组成操纵子作为基因表达的协同单位,它包括在功能上彼此有关的结构基因和控制部位(启动子和操纵基因),可接受调节基因产物(阻遏蛋白)的作用。如可诱导操纵子乳糖操纵子和可阻遏操纵子色氨酸操纵子。
快速调节主要通过共价修饰(如磷酸化\去磷酸化)、激活剂或抑制剂对酶的非共价作用(变构调节),以及亚基的聚合和解聚等方式改变酶分子的结构。代谢底物和代谢产物对代谢过程关键酶(变构酶)活性的调节作用分别成为前馈和反馈,这种作用或是激活(正作用),或是抑制(负作用)。ATP/ADP不但作为细胞能量状态调节代谢,而且ATP、ADP还是许多关键酶的变构效应物。
例如, 糖酵解的3个不可逆反应由3个关键酶催化:1、己糖激酶;2、磷酸己糖激酶-1;3、丙酮酸激酶。以上3个关键酶都是寡聚酶,都是变构酶,主要受细胞内能量状况ATP/ADP(AMP)的影响。己糖激酶为代谢途径的第一个酶,催化产物6磷酸葡萄糖是其变构抑制剂,丙酮酸激酶还通过两种方式调节活性,一种是共价修饰:磷酸化后失去活性;另一种是聚合和解聚(激活剂存在,平衡倾向于形成四聚体,活力升高,抑制因子可稳定二聚体构象)。6-磷酸葡萄糖对丙酮酸激酶的激活作用,为正前馈。糖酵解途径中,作为终产物之一的ATP不是直接抑制第一个关键酶,而是首先抑制磷酸果糖激酶,这样必然造成6-磷酸葡萄糖的积累,它在反馈抑制己糖激酶,属于逐级反馈。
脂肪酸合成中,高浓度的乙酰CoA对关键酶乙酰CoA羧化酶有抑制作用就是负前馈;终产物脂肪酸的积累,直接反馈抑制乙酰CoA羧化酶。
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- 1楼网友:孤独入客枕
- 2021-03-01 00:54
百度知道只允许回复不超过一百字,这问题想要论述,能写成一篇万字论文!无非就是个底物抑制酶活性,转化平衡之类的问题...
- 2楼网友:孤独入客枕
- 2021-02-28 23:48
这是哪个学校的考研试题啊?
- 3楼网友:十鸦
- 2021-02-28 22:25
我觉得无非是解除阻遏 抑制 增强代谢流 增加前体物等等原理 都是通用的。基因工程可以直接表达限制因素。
再看看别人怎么说的。
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