酶活調(diào)節(jié)的課件

1、酶活調(diào)節(jié)的酶活調(diào)節(jié)的酶活調(diào)節(jié)的前饋激活與反饋抑制前饋激活與反饋抑制一、前饋與反饋的定義二、別構調(diào)節(jié)三、酶活性的反饋抑制四、酶活調(diào)節(jié)的應用舉例 2011年3月21日酶活調(diào)節(jié)的一一.前饋與反饋的定義前饋與反饋的定義n 前饋（前饋（feedforward feedforward ）和反饋）和反饋（feedback feedback ）是來自電子工程學的術語，前）是來自電子工程學的術語，前者的意思是者的意思是“輸入對輸出的影響輸入對輸出的影響”，后者的意，后者的意思是思是“輸出對輸入的影響輸出對輸入的影響”，這里分別借用來，這里分別借用來說明底物和代謝產(chǎn)物對代謝過程的調(diào)節(jié)作用。說明底物和代謝產(chǎn)物對代謝

2、過程的調(diào)節(jié)作用。這種調(diào)節(jié)可能是正調(diào)控，也可能是負調(diào)控，其這種調(diào)節(jié)可能是正調(diào)控，也可能是負調(diào)控，其調(diào)節(jié)機理是通過酶的調(diào)節(jié)機理是通過酶的別構效應別構效應來實現(xiàn)的。來實現(xiàn)的。酶活調(diào)節(jié)的n1.1.前饋激活：前饋激活： n是指在一反應序列中，前面的代謝產(chǎn)物對后面的是指在一反應序列中，前面的代謝產(chǎn)物對后面的酶起激活作用，使反應向前進行。酶起激活作用，使反應向前進行。n2.反饋抑制反饋抑制：n是指在系列反應中，終產(chǎn)物對反應序列前頭的標是指在系列反應中，終產(chǎn)物對反應序列前頭的標兵酶發(fā)生的抑制作用。兵酶發(fā)生的抑制作用。S S0 0S Sn nS S2 2S S1 1E E0 0E E1 1E En-1n-1 或

3、或+ + 或或+ +反饋反饋前饋前饋酶活調(diào)節(jié)的二二.別構調(diào)節(jié)別構調(diào)節(jié) n 當某些化合物與酶分子中的別構部位可逆地結(jié)合后，當某些化合物與酶分子中的別構部位可逆地結(jié)合后，酶分子的構象發(fā)生改變，使酶活性部位對底物的結(jié)合酶分子的構象發(fā)生改變，使酶活性部位對底物的結(jié)合與催化作用受到影響，從而調(diào)節(jié)酶促反應速度及代謝與催化作用受到影響，從而調(diào)節(jié)酶促反應速度及代謝過程，這種效應稱為別構效應。過程，這種效應稱為別構效應。n 別構調(diào)節(jié)的原理在于一些酶除了活性中心以外，還別構調(diào)節(jié)的原理在于一些酶除了活性中心以外，還含有所謂的別構中心，該中心能夠結(jié)合一些特殊的配含有所謂的別構中心，該中心能夠結(jié)合一些特殊的配體分子（有

4、時為底物）。當別構中心結(jié)合配體以后，體分子（有時為底物）。當別構中心結(jié)合配體以后，酶構象發(fā)生改變，從而影響到活性中心與底物的親和酶構象發(fā)生改變，從而影響到活性中心與底物的親和力，并最終導致酶活性發(fā)生變化。力，并最終導致酶活性發(fā)生變化。酶活調(diào)節(jié)的變構效應劑變構效應劑 + + 酶的調(diào)節(jié)亞基酶的調(diào)節(jié)亞基酶的構象改變酶的構象改變酶的活性改變酶的活性改變（激活或抑制（激活或抑制 ）疏松疏松亞基聚合亞基聚合緊密緊密亞基解聚亞基解聚酶分子多聚化酶分子多聚化1.變構調(diào)節(jié)的機制變構調(diào)節(jié)的機制酶活調(diào)節(jié)的酶活性的別構調(diào)節(jié)酶活性的別構調(diào)節(jié)酶活調(diào)節(jié)的2.別構酶別構酶 能夠進行別構調(diào)節(jié)的酶稱為別構酶。別構酶多能夠進行別構

5、調(diào)節(jié)的酶稱為別構酶。別構酶多為寡聚酶，含有兩個或多個亞基。其分子中包括為寡聚酶，含有兩個或多個亞基。其分子中包括兩個中心：一個是與底物結(jié)合、催化底物反應的兩個中心：一個是與底物結(jié)合、催化底物反應的活性中心；另一個是與調(diào)節(jié)物結(jié)合、調(diào)節(jié)反應速活性中心；另一個是與調(diào)節(jié)物結(jié)合、調(diào)節(jié)反應速度的別構中心。兩個中心可能位于同一亞基上，度的別構中心。兩個中心可能位于同一亞基上，也可能位于不同亞基上。在后一種情況中，存在也可能位于不同亞基上。在后一種情況中，存在別構中心的亞基稱為調(diào)節(jié)亞基。別構酶是通過酶別構中心的亞基稱為調(diào)節(jié)亞基。別構酶是通過酶分子本身構象變化來改變酶的活性。分子本身構象變化來改變酶的活性。 酶

6、活調(diào)節(jié)的 起抑制作用的別構效應物稱為別構抑制劑，起起抑制作用的別構效應物稱為別構抑制劑，起激活作用的別構效應物稱為別構激活劑。許多別激活作用的別構效應物稱為別構激活劑。許多別構酶具有多個別構中心，能夠與不同的別構效應構酶具有多個別構中心，能夠與不同的別構效應物結(jié)合。物結(jié)合。n 具有協(xié)同效應的酶和無協(xié)同效應的酶都可以受具有協(xié)同效應的酶和無協(xié)同效應的酶都可以受到別構調(diào)節(jié)。到別構調(diào)節(jié)。酶活調(diào)節(jié)的別構酶的序變模型別構酶的序變模型SS SS SSSSSSSSSS亞基全部亞基全部處于處于R型型亞基全部亞基全部處于處于T型型依次序變化依次序變化酶活調(diào)節(jié)的別構酶的齊變模型別構酶的齊變模型S SSSS SSS

7、SST狀態(tài)（對稱亞基）狀態(tài)（對稱亞基）T狀態(tài)（對稱亞基）狀態(tài)（對稱亞基）SSSS對稱亞基對稱亞基對稱亞基對稱亞基齊步變化齊步變化酶活調(diào)節(jié)的三三.酶活性的反饋抑制酶活性的反饋抑制 別構調(diào)節(jié)最多別構調(diào)節(jié)最多出現(xiàn)在代謝途徑中出現(xiàn)在代謝途徑中的反饋抑制，它是的反饋抑制，它是指一條代謝途徑指一條代謝途徑（通常是合成代謝（通常是合成代謝途徑）的終產(chǎn)物作途徑）的終產(chǎn)物作為別構抑制劑抑制為別構抑制劑抑制代謝途徑前面限速代謝途徑前面限速酶的活性，因此也酶的活性，因此也被稱為終產(chǎn)物抑制。被稱為終產(chǎn)物抑制。酶活調(diào)節(jié)的1.酶活性的反饋酶活性的反饋調(diào)節(jié)機制調(diào)節(jié)機制別別構構中中心心活性活性中心中心代謝物代謝物酶活調(diào)節(jié)的2

8、.反饋抑制的類型反饋抑制的類型n1.順序反饋抑制：分支代謝途徑中的兩個末端產(chǎn)物，順序反饋抑制：分支代謝途徑中的兩個末端產(chǎn)物，不能直接抑制代謝途徑中的第一個酶，而是分別抑制不能直接抑制代謝途徑中的第一個酶，而是分別抑制分支點后的反應步驟，造成分支點上中間產(chǎn)物的積累，分支點后的反應步驟，造成分支點上中間產(chǎn)物的積累，這種高濃度的中間產(chǎn)物再反饋抑制第一個酶的活性。這種高濃度的中間產(chǎn)物再反饋抑制第一個酶的活性。n2.協(xié)同反饋抑制：由兩個或多個終產(chǎn)物產(chǎn)生的對一種協(xié)同反饋抑制：由兩個或多個終產(chǎn)物產(chǎn)生的對一種酶的反饋抑制。兩個終產(chǎn)物同時存在的混合物引起的酶的反饋抑制。兩個終產(chǎn)物同時存在的混合物引起的抑制作用大

9、于任何一個終產(chǎn)物以相同的總比濃度單獨抑制作用大于任何一個終產(chǎn)物以相同的總比濃度單獨存在時所引起的抑制作用。存在時所引起的抑制作用。酶活調(diào)節(jié)的n3.同工酶反饋抑制同工酶反饋抑制:同工酶是指能催化同一生化反應但同工酶是指能催化同一生化反應但酶蛋白分子結(jié)構不同的一類酶，在分支代謝途徑中，酶蛋白分子結(jié)構不同的一類酶，在分支代謝途徑中，如果分支點以前的一個反應是由幾個同工酶催化，則如果分支點以前的一個反應是由幾個同工酶催化，則分支代謝的幾個終產(chǎn)物往往分別對這幾個同工酶發(fā)生分支代謝的幾個終產(chǎn)物往往分別對這幾個同工酶發(fā)生抑制作用。抑制作用。n4.累積反饋抑制：在分支代謝途徑中，任何一種末端累積反饋抑制：在分

10、支代謝途徑中，任何一種末端產(chǎn)物過量時都能對共同途徑中的第一個酶起抑制作用，產(chǎn)物過量時都能對共同途徑中的第一個酶起抑制作用，而且各種末端產(chǎn)物的抑制作用互不干擾。而且各種末端產(chǎn)物的抑制作用互不干擾。 當各種末端當各種末端產(chǎn)物同時過量時，它們的抑制作用是累加的。產(chǎn)物同時過量時，它們的抑制作用是累加的。酶活調(diào)節(jié)的酶活調(diào)節(jié)的酶活調(diào)節(jié)的協(xié)同反饋調(diào)節(jié)示意圖協(xié)同反饋調(diào)節(jié)示意圖酶活調(diào)節(jié)的酶活調(diào)節(jié)的酶活調(diào)節(jié)的酶活調(diào)節(jié)的酶活調(diào)節(jié)的 累累積積反饋抑制示意圖反饋抑制示意圖 E E可單獨抑制可單獨抑制20%20%，G G可單獨抑制可單獨抑制50% 50% ，當當E E與與G G同時存在時，同時存在時，抑制百分比為抑制百分比為 20% +20% +（100100%-20-20%) 50 50 %= 60% = 60% 酶活調(diào)節(jié)的酶活調(diào)節(jié)的n糖原合成酶四四. .酶活性調(diào)節(jié)應用舉例酶活性調(diào)節(jié)應用舉例G GUDPGUDPG6-P-G6-P-G+ +1-P-G1-P-G糖原糖原ATP ADPATP ADP UTP UDPGUTP UDPG 6-6-磷酸葡萄糖對糖原合成的前饋激活作用磷酸葡萄糖對糖原合成的前饋激活作用酶活調(diào)節(jié)的葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸羧羧化化酶酶乙酰乙酰CoACoA磷