第四节 酶的调节（1.5h）

酶具有可调控性，酶的调控是机体调节自身代谢的基础。特定代谢途径的限速步骤(rate-limiting step)与限速酶(rate-limiting enzyme)往往是代谢调节的关键位点。

酶活性的调节有多种方式：

酶含量的调节：酶合成的诱导(induction)与阻遏(repression)和酶降解的调节

酶活性的调节：酶的别构调节(allosteric regulation)、酶的化学修饰调节(chemical modification)

一、酶活性的调节

1．别构调节

别构调节的有关概念：

别构调节（allosteric regulation）:代谢物与酶分子活性中心外的某部分非共价可逆结合，使酶构象改变，从而改变酶的催化活性。

有别构效应的酶称别构酶(allosteric enzyme); 调节物称为别构效应剂(effector); 效应剂结合部位称为别构部位(allosteric site);别构调节有别构激活与别构抑制之分。

多数别构酶是寡聚酶，别构部位与活性中心可处于相同亚基或不同亚基

   ·催化亚基(catalytic subunit)

   ·调节亚基(regulatory subunit)

天冬氨酸转氨甲酰酶(ATCase)是目前研究最为透彻的变构酶,活性受到 CTP 的反馈抑制，ATP 则能够解除抑制.

2．酶的化学修饰调节

①概念：酶蛋白肽链的一些基团在其它酶的催化下，与某些化学基团共价结合，同时又可在另外酶的催化下去掉已结合的化学基团，从而影响酶活性的现象称酶的共价修饰调节（covalent modification of enzyme）或酶的化学修饰调节(chemical modification)

酶的共价修饰需要特定酶的催化，修饰基团也可在特定酶的催化下去除，因此可逆。常见的修饰方式有：

· 磷酸化与去磷酸化(phosphorylation & dephosphorylation)（最常见）

· 甲基化与去甲基化

· 腺苷化与去腺苷化

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②以糖原合成酶与磷酸化酶为例说明

★蛋白激酶(protein kinase)是催化蛋白分子磷酸化的酶,磷酸化发生在蛋白分子的 Ser、Thr 或 Tyr 羟基上.

★磷蛋白磷酸酶(phosphoprotein phosphatase)可催化磷酸酯键的水解，完成去磷酸化

③比较酶的别构调节与共价修饰调节

酶有高（有）或低（无）活性两种形式，共价修饰可使两种形式互变。

酶蛋白磷酸化需ATP提供磷酸，是耗能反应。

共价修饰是酶促反应，一分子酶可催化许多其它酶蛋白发生磷酸化，有放大效应（级联效应 cascade）。

有些酶具有别构与化学修饰双重调节。 

3．酶原（zymogen）与酶原的激活

①酶原与酶原激活的概念：无活性的酶的前体称为酶原(zymogen)；酶原经过蛋白酶专一性的水解作用，构象发生变化，形成酶的活性部位，转变为有活性的酶的过程称为酶原激活(zymogen activation)

酶原激活是机体对酶活性的调控机制，激活作用是不可逆的

②以胰蛋白酶原为例说明

③酶原激活的生理意义：消化液中的酶以酶原形式存在，防止对分泌腺自身的消化；酶原可以视为酶的储存形式。需要时，酶原转变成有活性的酶，发挥催化作用。

二、酶含量的调节（了解，后续章节有相关内容详解）

1．酶蛋白合成的诱导与阻遏；

2．酶降解的调控

重点内容：酶原、酶原激活及酶原激活的意义；别构酶的调节特点;化学修饰调节特点

难点内容：解释酶如何进行活性调节