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第五节

酶活性调节

一、别构调节

1 别构调节的含义及作用机理

(1)含义:是指酶分子与某些化合物作用后构象发生变化,从而活性改变。

(2)作用机理:酶的别构调节是指酶分子的非催化部位与某些化合物可逆地非共价结合后导致发生构象的改变,进而改变酶活性状态。具有这种调节作用的酶称为别构酶。别构效应是生物体代谢调节的重要方式之一,许多代谢途径的关键酶利用别构调节来控制代谢途径之间的平衡。

2 酶活性调节的主要形式

酶活性调节是指改变已有酶的活性来调节代谢速率。主要形式有别构调节、共价调节和酶原激活。

(1)别构调节:酶分子的非催化部位与某些化合物可逆地非共价结合后发生构象的改变,进而改变酶活性状态,称为酶的别构调节。

(2)共价调节:通过对其他酶对其多肽链上某些基团进行可逆的共价修饰,使之处于活性与非活性的互变状态,从而调节酶的活性。

(3)酶原激活:某些酶在细胞内合成或初分泌时没有活性,这些没有活性的酶前体称为酶原,使酶原转变为有活性酶的作用称为酶原激活。

二、酶的可逆共价修饰
(1)可逆共价修饰的含义

可逆的共价修饰是指通过蛋白酶激酶对共价调节酶多肽链上的基团进行可逆的共价修饰,使其处于活性与非活性的互变状态,从而调节酶活性的方式。

(2)可逆共价修饰的作用机理

常见的共价修饰主要是磷酸化、腺苷酰化、尿苷酰化、ADP-核糖基化和甲基化。

①蛋白质的磷酸化与脱磷酸化

蛋白质的磷酸化是指由蛋白激酶催化的把ATP或GTPγ位磷酸基转移到底物蛋白质氨基酸残基上的过程,其逆过程是由蛋白磷酸酶催化的,称为蛋白质的脱磷酸化。蛋白质的磷酸化与脱磷酸化过程是生物体内存在的一种普遍的调节方式,几乎涉及所有的生理及病理过程。

图1-4-5 蛋白质的磷酸化与脱磷酸化

②蛋白激酶

蛋白激酶是指调控蛋白磷酸化和去磷酸的酶。根据底物蛋白质被磷酸化的氨基酸残基的种类可以分为:Ser/Thr型,目前发现的蛋白激酶多属于这一类;Tyr型,被磷酸化的底物Tyr残基,数目相对较少。

三、酶原激活、调节蛋白、同工酶

1 酶原、酶原激活的含义及作用机理

(1)酶原

①含义:无活性酶的前体称作酶原。

②作用机理:有些酶在细胞内合成或初级释放时只是酶的无活性前体,必须在一定的条件下,这些酶的前体水解开一个或几个特定的肽键,致使构象发生改变,表现出酶的活性。

(2)酶原激活

①含义:无活性的酶原变为有活性的酶。

②作用机理:酶原的激活是指体内合成的蛋白质不具生物活性,经过蛋白水解酶专一作用后,构象发生变化,形成酶的活性部位,变成活性蛋白的过程,此过程是不可逆的。不具生物活性的蛋白质称为前体,如果活性蛋白质是酶,这个前体称为酶原。

2 调节蛋白的含义及作用机理举例

许多蛋白质具有调控功能,这些蛋白质称为调节蛋白。其中一类为激素,如调解动物体内血糖的胰岛素,刺激甲状腺的促甲状腺激素,促进生长的生长激素等等。另一类可参与基因表达的调控,他们能激活或抑制基因的转录。

3 同工酶的含义及作用机理举例

同工酶是指蛋白质分子结构、理化性质和免疫性能等方面都存在差异,但能催化相同的化学反应的一组酶。如乳酸脱氢酶(LDH)同工酶。 84knw9C9mQHZ5pUpzqZ96YhvXm/CY6NIW1GoAKYXwuWRMHEOKBMfyqzyqjKEtdEl

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