齊魯醫(yī)學(xué)酶含維生素與酶的調(diào)節(jié)

1、第三章 酶Chapter 3 Enzyme2021/9/301酶（enzyme）是由活細(xì)胞產(chǎn)生的、能對特異底物進(jìn)行高效率催化的生物催化劑，其化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)。2021/9/302酶的分類（按結(jié)構(gòu)）:單體酶(monomeric enzyme)寡聚酶(oligomeric enzyme)多酶體系多酶復(fù)合體(multienzyme complex)多功能酶(multifunctional enzyme)2021/9/303多功能酶多酶復(fù)合體HS-ACP-酮脂肪酰合酶-SH-酮脂肪酰還原酶,-烯脂肪酰水化酶,-烯脂肪酰還原酶丙二酰單酰轉(zhuǎn)移酶長鏈脂肪酰硫解酶脂肪酰轉(zhuǎn)移酶2021/9/304第一節(jié) 酶的分

2、子結(jié)構(gòu)與功能Section 1 The Molecular Structure and Function of Enzyme 2021/9/305一、酶的分子組成酶可根據(jù)其化學(xué)組成的不同，分為兩類： 酶單純酶(simple enzyme)結(jié)合酶（全酶）(conjugated enzyme) 輔基輔酶金屬離子 輔助因子酶蛋白2021/9/306由酶蛋白與輔助因子組成的酶稱為全酶。酶蛋白決定反應(yīng)的特異性。輔助因子決定反應(yīng)的種類與性質(zhì)。2021/9/307與酶蛋白疏松結(jié)合并與酶的催化活性有關(guān)的耐熱低分子有機(jī)化合物稱為輔酶(coenzyme)。與酶蛋白牢固結(jié)合并與酶的催化活性有關(guān)的耐熱低分子有機(jī)化合物

3、稱為輔基(prosthetic group)。2021/9/308二、輔酶與輔基的來源及其生理功用大部分的輔酶與輔基衍生于維生素。維生素的重要性就在于它們是體內(nèi)一些重要的代謝酶的輔酶或輔基的組成成分。維生素(vitamin)是指一類維持細(xì)胞正常功能所必需的，但在生物體內(nèi)不能自身合成而必須由食物供給的小分子有機(jī)化合物。2021/9/309維生素可按其溶解性的不同分為脂溶性維生素和水溶性維生素兩大類。脂溶性維生素有Vit A、Vit D、Vit E和Vit K四種。水溶性維生素主要包括B族維生素（Vit B1，Vit B2，Vit PP，Vit B6，Vit B12，泛酸，生物素，葉酸）和Vit

4、C。 2021/9/3010由維生素衍生的輔酶或輔基：1. TPP：焦磷酸硫胺素，由硫胺素（thiamine, Vit B1）焦磷酸化而生成。TPP是脫羧酶的輔酶，在體內(nèi)參與糖代謝過程中-酮酸的氧化脫羧反應(yīng)。 2021/9/3011TPP的分子結(jié)構(gòu)2021/9/30122. FMN和FAD：黃素單核苷酸（flavin mononucleotide, FMN）和黃素腺嘌呤二核苷酸（flavin adenine dinucleotide, FAD），是核黃素（riboflavin, VitB2）的衍生物。VitB2具有氧化還原性，酶蛋白與FMN或FAD結(jié)合后統(tǒng)稱為黃素酶，催化脫氫氧化反應(yīng)，其輔基F

5、MN或FAD在酶促反應(yīng)中作為遞氫體（雙遞氫體）。 2021/9/3013FMN和FAD的分子結(jié)構(gòu)2021/9/3014110FMN的作用機(jī)制2021/9/30153. NAD+和NADP+：尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+，輔酶）和尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+，輔酶）是Vit PP的衍生物。在體內(nèi)，由尼克酰胺參與構(gòu)成的兩種輔酶均有氧化型（NAD+，NADP+）和還原型（NADH+H+，NADPH+H+）兩種形式。它們作為脫氫酶的輔酶，在酶促反應(yīng)中起遞氫體的作用，為單遞氫體。 2021/9/3016NAD+和NADP+的分子結(jié)構(gòu)+ H+2021/9/30174. 磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺

6、：磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺是Vit B6的衍生物。Vit B6包括吡哆醇(pyridoxine)，吡哆醛(pyridoxal)和吡哆胺(pyridoxamine)等三種形式。磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺可作為氨基轉(zhuǎn)移酶，氨基酸脫羧酶，半胱氨酸脫硫酶等的輔酶。 2021/9/3018磷酸吡哆醛與磷酸吡哆胺的分子結(jié)構(gòu)2021/9/30195. 輔酶A（CoA）：泛酸（pantothenic acid, 遍多酸）在體內(nèi)參與構(gòu)成輔酶A（CoA），后者的結(jié)構(gòu)成分為3-磷酸腺苷-5-焦磷酸-泛酸-巰基乙胺。CoA中的巰基可與酰基以高能硫酯鍵結(jié)合，在糖、脂、蛋白質(zhì)代謝中起傳遞酰基的作用，因此CoA是?；傅妮o酶。

7、CH3CSCoA O2021/9/3020CoA的分子結(jié)構(gòu)2021/9/30216. 生物素(biotin)：是噻吩與尿素相結(jié)合的駢環(huán)化合物，帶有一戊酸側(cè)鏈，有，兩種異構(gòu)體。生物素是羧化酶的輔基，在體內(nèi)參與CO2的固定和羧化反應(yīng)。 2021/9/30227. 四氫葉酸：四氫葉酸（ FH4 ）由葉酸(folic acid)衍生而來。四氫葉酸是體內(nèi)一碳單位基團(tuán)轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)中的輔酶，其N5和N10原子與一碳單位基團(tuán)結(jié)合，與嘌呤和嘧啶的合成有關(guān)。 2021/9/3023四氫葉酸的分子結(jié)構(gòu)5, 6, 7, 8-四氫葉酸 2-氨基-4-羥基-6-甲基-5,6,7,8-四氫蝶呤啶對氨基苯甲酸谷氨酸2021/9

8、/30248. Vit B12的衍生物：Vit B12分子中含金屬元素鈷，故又稱為鈷胺素。Vit B12在體內(nèi)有多種活性形式。其中，5-脫氧腺苷鈷胺素是體內(nèi)的主要形式，它可參與構(gòu)成多種變位酶的輔酶，甲基鈷胺素則是甲基轉(zhuǎn)移酶的輔酶，與膽堿等的合成有關(guān)。 2021/9/3025Vit B12的分子結(jié)構(gòu)2021/9/3026輔酶或輔基在酶催化中的作用2021/9/3027輔酶與輔基的主要生理功用： 運(yùn)載氫原子或電子，參與氧化還原反應(yīng)。 運(yùn)載反應(yīng)基團(tuán)，如酰基、氨基、烷基、羧基及一碳單位等，參與基團(tuán)轉(zhuǎn)移。 2021/9/3028三、金屬離子的作用1. 穩(wěn)定構(gòu)象：穩(wěn)定酶蛋白催化活性所必需的分子構(gòu)象；2.

9、構(gòu)成酶的活性中心：作為酶的活性中心的組成成分，參與構(gòu)成酶的活性中心；3. 連接作用：作為橋梁，將底物分子與酶蛋白螯合起來。2021/9/3029四、酶的活性中心溶菌酶的活性中心2021/9/3030已糖激酶的活性中心2021/9/3031酶分子上具有一定空間構(gòu)象的部位，該部位化學(xué)基團(tuán)集中，直接參與將底物轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物的反應(yīng)過程，這一部位就稱為酶的活性中心(active center)。 2021/9/3032 結(jié)合基團(tuán) 活性中心內(nèi)必需基團(tuán) 催化基團(tuán) 活性中心外必需基團(tuán)底 物 活性中心外的必需基團(tuán)結(jié)合基團(tuán)催化基團(tuán) 活性中心 2021/9/3033第二節(jié) 酶促反應(yīng)的特點(diǎn)與機(jī)制Section 2 The

10、 Characteristics and Mechanisms of Enzyme-Catalyzed Reaction2021/9/3034 只能催化熱力學(xué)上允許進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，而不能實(shí)現(xiàn)那些熱力學(xué)上不能進(jìn)行的反應(yīng)； 只能縮短反應(yīng)達(dá)到平衡所需的時(shí)間，而不能改變平衡點(diǎn)； 一般情況下，對可逆反應(yīng)的正反兩個(gè)方向的催化作用相同。 酶與一般催化劑的共同點(diǎn)：2021/9/3035一、酶促反應(yīng)的特點(diǎn)酶的催化效率可比一般催化劑高1061020倍。如：H2O2 H2O + O2H2O2酶為 5106 mol ；Fe2+ 為610-4 mol（一）具有極高的催化效率：2021/9/3036催化反應(yīng)歷程：一般化學(xué)

11、反應(yīng)歷程： S P酶促反應(yīng)歷程： S + E ES E + P 2021/9/3037酶促反應(yīng)的活化能2021/9/3038（二）具有高度的底物特異性:一種酶只作用于一種或一類化合物，以促進(jìn)一定的化學(xué)變化，生成一定的產(chǎn)物，這種現(xiàn)象稱為酶作用的特異性(specificity)。2021/9/30391絕對特異性(absolute specificity)：一種酶只能作用于一種化合物，以催化一種化學(xué)反應(yīng)，稱為絕對特異性，如琥珀酸脫氫酶。2相對特異性(relative specificity)：一種酶只能作用于一類化合物或一種化學(xué)鍵，催化一類化學(xué)反應(yīng)，稱為相對特異性，如蛋白水解酶。3立體異構(gòu)特異性(

12、stereospecificity)：一種酶只能作用于一種立體異構(gòu)體，或只能生成一種立體異構(gòu)體，稱為立體異構(gòu)特異性，如L-乳酸脫氫酶。 2021/9/3040酶的立體異構(gòu)特異性2021/9/3041許多因素可以影響或調(diào)節(jié)酶的催化活性，如代謝物、對酶分子的共價(jià)修飾，酶蛋白的合成改變等。（三） 酶的催化活性是可以調(diào)節(jié)的：2021/9/3042二、酶促反應(yīng)的機(jī)制酶催化時(shí)，酶活性中心首先與底物結(jié)合生成一種酶-底物復(fù)合物（ES），此復(fù)合物再分解釋放出酶，并生成產(chǎn)物。 S + E ES E + P（一）中間復(fù)合物學(xué)說：2021/9/3043酶-底物復(fù)合物的形成及反應(yīng)歷程的改變2021/9/3044當(dāng)?shù)孜锱c

13、酶接近時(shí)，底物分子可以誘導(dǎo)酶活性中心的構(gòu)象發(fā)生改變，使之成為能與底物分子密切結(jié)合的構(gòu)象。(二) 誘導(dǎo)契合學(xué)說(induced-fit hypothesis)：2021/9/3045羧肽酶的誘導(dǎo)契合模式 底物2021/9/30461.鄰近效應(yīng)(proximity effect)與定向作用(orientation arrange ) ：（三）與酶的高效率催化有關(guān)的因素：2021/9/3047鄰近效應(yīng)與定向作用示意圖2021/9/30482電子張力作用（electronic tension）：2021/9/30493多元催化作用(multielement catalysis)：包括酸堿催化與共價(jià)催化

14、等。2021/9/30504酶活性中心的低介電區(qū)(表面效應(yīng)，surface effect)：2021/9/3051第三節(jié) 酶促反應(yīng)動力學(xué)Section 3 Kinetics of Enzyme-Catalyzed Reaction 2021/9/3052酶反應(yīng)動力學(xué)主要研究酶催化的反應(yīng)速度以及影響反應(yīng)速度的各種因素。在探討各種因素對酶促反應(yīng)速度的影響時(shí)，通常測定其初始速度來代表酶促反應(yīng)速度，即底物轉(zhuǎn)化量5%時(shí)的反應(yīng)速度。 2021/9/3053一、底物濃度對反應(yīng)速度的影響（一）底物對酶促反應(yīng)的飽和現(xiàn)象：2021/9/3054 反應(yīng)級數(shù)2021/9/3055（二）米氏方程式的推導(dǎo)： Michae

15、lis & Menten 于1913年推導(dǎo)出了上述矩形雙曲線的數(shù)學(xué)表達(dá)式，即著名的米氏方程。 Vmax S Km S 2021/9/3056設(shè)： 反應(yīng)速度為初始速度，故略去第二步中的逆過程： E與S迅速生成ES復(fù)合物，并達(dá)到平衡（穩(wěn)態(tài)）； Km是所有速度常數(shù)的復(fù)合函數(shù)：E + S k+1k-1k+2ESE + Pk-1 +k+2k+1Km =2021/9/3057（三）Km和Vmax的意義： 1. 當(dāng)= Vmax2時(shí)，Km=S。因此，Km等于酶促反應(yīng)速度達(dá)最大值一半時(shí)的底物濃度。Vmax 2VmaxS Km + S =2021/9/3058 2. Km可以反映酶與底物親和力的大小。Km越小，酶

16、與底物的親和力越大。E + S k+1k-1k+2ESE + Pk-1 +k+2k+1Km =Ks2021/9/3059 3. 可用于判斷反應(yīng)級數(shù)：當(dāng)S100Km時(shí)，=Vmax，反應(yīng)為零級反應(yīng)；當(dāng)0.01KmS100Km時(shí)，為混合級反應(yīng)。2021/9/30604. Km是酶的特征性常數(shù)：在一定條件下，某種酶的Km值是恒定的，因而可以通過測定不同酶（特別是一組同工酶）的Km值，來判斷是否為不同的酶。5. Km可用來判斷酶的最適底物：當(dāng)酶有幾種不同的底物存在時(shí)，通過測定酶在不同底物存在時(shí)的Km值，Km值最小者，即為該酶的最適底物。2021/9/30616. 可用來確定酶活性測定時(shí)所需的底物濃度：當(dāng)

17、S=10Km時(shí)，= 91%Vmax，此時(shí)即為最合適的測定酶活性所需的底物濃度。7. Vmax可用于計(jì)算酶的轉(zhuǎn)換數(shù)：當(dāng)酶的總濃度和最大速度已知時(shí)，可計(jì)算出酶的轉(zhuǎn)換數(shù)，即單位時(shí)間內(nèi)每個(gè)酶分子催化底物轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物的分子數(shù)。2021/9/3062（四）Km和Vmax的測定： 1. Lineweaver-Burk雙倒數(shù)作圖法： 2021/9/30632. Hanes作圖法： 2021/9/3064二、酶濃度對反應(yīng)速度的影響當(dāng)反應(yīng)系統(tǒng)中底物的濃度足夠大時(shí)，酶促反應(yīng)速度與酶濃度成正比，即=kE。0E2021/9/3065三、溫度對反應(yīng)速度的影響一般來說，酶促反應(yīng)速度隨溫度的增高而加快。但當(dāng)溫度增加達(dá)到某一點(diǎn)后

18、，由于酶蛋白的熱變性作用，反應(yīng)速度迅速下降，直到完全失活。酶促反應(yīng)速度隨溫度升高而達(dá)到一最大值時(shí)的溫度就稱為酶的最適溫度(optimum temperature)。 2021/9/3066溫度對酶促反應(yīng)速度的影響2021/9/3067酶的最適溫度與實(shí)驗(yàn)條件有關(guān)，因而它不是酶的特征性常數(shù)。低溫時(shí)由于活化分子數(shù)目減少，反應(yīng)速度降低，但溫度升高后，酶活性又可恢復(fù)。2021/9/3068四、pH對反應(yīng)速度的影響觀察pH對酶促反應(yīng)速度的影響，通常為一“鐘形”曲線，即pH過高或過低均可導(dǎo)致酶催化活性的下降。酶催化活性最高時(shí)溶液的pH值就稱為酶的最適pH(optimum pH)。2021/9/3069pH對

19、酶促反應(yīng)速度的影響2021/9/3070人體內(nèi)大多數(shù)酶的最適pH在6.58.0之間。酶的最適pH不是酶的特征性常數(shù)。pH對酶促反應(yīng)速度的影響，其原因主要是由于pH的改變導(dǎo)致了酶的催化基團(tuán)以及底物分子的解離狀態(tài)改變或者導(dǎo)致了酶蛋白的變性。 2021/9/3071五、抑制劑對反應(yīng)速度的影響凡是能降低酶促反應(yīng)速度，但不引起酶分子變性失活的物質(zhì)統(tǒng)稱為酶的抑制劑(inhibitor)。按照抑制劑的抑制作用，可將其分為不可逆抑制作用(irreversible inhibition) 和可逆抑制作用(reversible inhibition)兩大類。 2021/9/3072抑制劑與酶分子的必需基團(tuán)共價(jià)結(jié)合

20、引起酶活性的抑制，且不能采用透析等簡單方法使酶活性恢復(fù)的抑制作用就是不可逆抑制作用。EI（一）不可逆抑制作用：2021/9/3073酶的不可逆抑制作用分為：專一性抑制(如有機(jī)磷農(nóng)藥對膽堿酯酶的抑制)；非專一性抑制(如路易士氣對巰基酶的抑制)。2021/9/3074酶的不可逆抑制作用有機(jī)磷化合物膽堿酯酶失活的酶酸路易士氣巰基酶失活的酶酸2021/9/3075（二）可逆抑制作用：抑制劑以非共價(jià)鍵與酶分子可逆性結(jié)合造成酶活性的抑制，且可采用透析等簡單方法去除抑制劑而使酶活性完全恢復(fù)的抑制作用就是可逆抑制作用。 EI2021/9/3076可逆抑制作用包括競爭性、反競爭性、和非競爭性抑制幾種類型。 20

21、21/9/30771. 競爭性抑制（competitive inhibition)：抑制劑與底物競爭與酶的同一活性中心結(jié)合，從而干擾了酶與底物的結(jié)合，使酶的催化活性降低，稱為競爭性抑制作用。 2021/9/3078競爭性抑制的作用模式圖EESIESEIE P+2021/9/3079+IEIk+3酶的競爭性抑制反應(yīng)模式k-3k+2E + SE + PESk+1k-12021/9/3080競爭性抑制的速度方程與圖形特征VmaxKmKmSVmax/2KmVmS = ( 1 + I Ki）+ S2021/9/3081競爭性抑制的雙倒數(shù)圖形特征2021/9/3082 競爭性抑制劑往往是酶的底物類似物或反

22、應(yīng)產(chǎn)物； 抑制劑與酶的結(jié)合部位與底物與酶的結(jié)合部位相同； 抑制劑濃度越大，則抑制作用越大；但增加底物濃度可使抑制程度減小； 動力學(xué)參數(shù)：Km值增大，Vm值不變。 競爭性抑制的特點(diǎn)：2021/9/3083琥珀酸脫氫酶的競爭性抑制 競爭性抑制劑有：丙二酸、草酰乙酸等2021/9/3084磺胺類藥物對二氫葉酸合成酶的競爭性抑制 對氨基苯甲酸對氨基苯磺酰胺2021/9/30852反競爭性抑制（uncompetitive inhibition)：抑制劑不能與游離酶結(jié)合，但可與ES復(fù)合物結(jié)合并阻止產(chǎn)物生成，使酶的催化活性降低，稱酶的反競爭性抑制。k-3k+3+IESIk+2E + SE + PESk+1k

23、-1反應(yīng)模式2021/9/3086反競爭性抑制的作用模式圖+ESESESIEP2021/9/3087反競爭性抑制的速度方程與圖形特征VmS = Km 1 + I Ki1 + I Ki+ S2021/9/3088反競爭性抑制的雙倒數(shù)圖形特征2021/9/3089 反競爭性抑制劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)不一定與底物的分子結(jié)構(gòu)類似； 抑制劑與底物可同時(shí)與酶的不同部位結(jié)合； 必須有底物存在，抑制劑才能對酶產(chǎn)生抑制作用；抑制程度隨底物濃度的增加而增加； 動力學(xué)參數(shù)：Km減小，Vm降低。反競爭性抑制的特點(diǎn)：2021/9/30903. 非競爭性抑制（noncompetitive inhibition）：抑制劑既可以與游離

24、酶結(jié)合，也可以與ES復(fù)合物結(jié)合，使酶的催化活性降低，稱為非競爭性抑制。 k-3k+3+IESIk+2E + PESE + Sk+1k-1k-3k+3+IEI+ Sk+1k-1反應(yīng)模式2021/9/3091非競爭性抑制的作用模式圖+ S S+ S S+ESIEIEESEP2021/9/3092非競爭性抑制的速度方程與圖形特征VmS = (Km + S)( 1 + I Ki）2021/9/3093非競爭性抑制的雙倒數(shù)圖形特征2021/9/3094 非競爭性抑制劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)不一定與底物的分子結(jié)構(gòu)類似； 底物和抑制劑分別獨(dú)立地與酶的不同部位相結(jié)合； 抑制劑對酶與底物的結(jié)合無影響，故底物濃度的改變對抑制

25、程度無影響； 動力學(xué)參數(shù)：Km值不變，Vm值降低。 非競爭性抑制的特點(diǎn)：2021/9/3095六、激活劑對反應(yīng)速度的影響能夠促使酶促反應(yīng)速度加快的物質(zhì)稱為酶的激活劑。酶的激活劑大多數(shù)是無機(jī)離子，如K+、Mg2+、Mn2+、Cl-等。 2021/9/3096第四節(jié) 酶 的 調(diào) 節(jié)Section 4 The Regulation of Enzyme2021/9/3097生物體內(nèi)的各種生理活動均以一定的物質(zhì)代謝為基礎(chǔ)。為了適應(yīng)某種生理活動的變化，需要對一定的代謝活動進(jìn)行調(diào)節(jié)。 通過對酶的催化活性的調(diào)節(jié)，就可以達(dá)到調(diào)節(jié)代謝活動的目的。 可以通過改變其催化活性而使整個(gè)代謝反應(yīng)的速度或方向發(fā)生改變的酶就稱

26、為限速酶(limiting velocity enzyme)或關(guān)鍵酶(key enzyme)。 2021/9/3098一、酶結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)酶結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)是通過對現(xiàn)有酶分子結(jié)構(gòu)的影響來改變酶的催化活性的調(diào)節(jié)方式。酶結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)是一種快速調(diào)節(jié)方式。2021/9/3099（一）變構(gòu)調(diào)節(jié)（別構(gòu)調(diào)節(jié)）：某些代謝物能與變構(gòu)酶分子上的變構(gòu)部位特異性結(jié)合，使酶的分子構(gòu)象發(fā)生改變，從而改變酶的催化活性以及代謝反應(yīng)的速度，這種調(diào)節(jié)作用就稱為變構(gòu)調(diào)節(jié)(allosteric regulation)。2021/9/30100酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)作用2021/9/30101具有變構(gòu)調(diào)節(jié)作用的酶就稱為變構(gòu)酶(allosteric enzy

27、me)。凡能使酶分子變構(gòu)并使酶的催化活性發(fā)生改變的代謝物就稱為變構(gòu)劑(allosteric effector)。 2021/9/301021變構(gòu)調(diào)節(jié)的機(jī)制：變構(gòu)酶一般是多亞基構(gòu)成的聚合體，一些亞基為催化亞基，另一些亞基為調(diào)節(jié)亞基。當(dāng)調(diào)節(jié)亞基或調(diào)節(jié)部位與變構(gòu)劑結(jié)合后，就可導(dǎo)致酶的空間構(gòu)象發(fā)生改變，從而導(dǎo)致酶的催化活性中心的構(gòu)象發(fā)生改變而致酶活性的改變。 2021/9/30103變構(gòu)酶的解聚與聚合C 催化亞基R 調(diào)節(jié)亞基2021/9/30104蛋白激酶A的變構(gòu)調(diào)節(jié)2021/9/301052協(xié)同效應(yīng)：當(dāng)變構(gòu)酶的一個(gè)亞基與其配體（底物或變構(gòu)劑）結(jié)合后，能夠通過改變相鄰亞基的構(gòu)象而使其對配體的親和力發(fā)生

28、改變，這種效應(yīng)就稱為變構(gòu)酶的協(xié)同效應(yīng)。 2021/9/30106如果對相鄰亞基的影響是導(dǎo)致其對配體的親和力增加，則稱為正協(xié)同效應(yīng)；反之，則稱為負(fù)協(xié)同效應(yīng)。如果是同種配體所產(chǎn)生的影響，則稱為同促協(xié)同效應(yīng)。如果是不同配體之間產(chǎn)生的影響則稱為異促協(xié)同效應(yīng)。2021/9/30107觀察變構(gòu)酶的底物濃度對酶促反應(yīng)速度影響時(shí)，可發(fā)現(xiàn)S為一“S”形曲線。這是由于底物對變構(gòu)酶存在同促正協(xié)同效應(yīng)。 普通酶變構(gòu)酶2021/9/30108當(dāng)存在異促正協(xié)同效應(yīng)時(shí)，“S”形曲線左移，酶促反應(yīng)速度加快；當(dāng)存在異促負(fù)協(xié)同效應(yīng)時(shí)，“S”形曲線右移，酶促反應(yīng)速度減慢。 2021/9/301093. 變構(gòu)調(diào)節(jié)的方式：變構(gòu)酶通常為

29、代謝途徑的起始關(guān)鍵酶，而變構(gòu)劑則為代謝途徑的終產(chǎn)物。因此，變構(gòu)劑一般以反饋(feedback)方式對代謝途徑的起始關(guān)鍵酶進(jìn)行調(diào)節(jié)，最常見的為負(fù)反饋調(diào)節(jié)。 2021/9/301104變構(gòu)調(diào)節(jié)的特點(diǎn)： 酶活性的改變通過酶分子構(gòu)象的改變而實(shí)現(xiàn)； 酶的變構(gòu)僅涉及非共價(jià)鍵的變化； 調(diào)節(jié)酶活性的因素為代謝物； 為一非耗能過程； 無放大效應(yīng)。 2021/9/30111（二）共價(jià)修飾調(diào)節(jié)：酶蛋白分子中的某些基團(tuán)可以在其他酶的催化下發(fā)生共價(jià)修飾，從而導(dǎo)致酶活性的改變，稱為共價(jià)修飾調(diào)節(jié)。共價(jià)修飾調(diào)節(jié)也是體內(nèi)快速調(diào)節(jié)代謝活動的一種重要的方式。最常見的共價(jià)修飾方式有：磷酸化-脫磷酸化，-SH - -S-S-，乙酰化-

30、脫乙?；?，腺苷化-脫腺苷化等。 2021/9/301121共價(jià)修飾的機(jī)制：共價(jià)修飾酶通常在兩種不同的酶的催化下發(fā)生共價(jià)修飾（covalent modification）或去修飾，從而引起酶分子在有活性形式與無活性形式之間進(jìn)行相互轉(zhuǎn)變。 2021/9/30113-OHThrSerTyr酶蛋白H2OPi磷蛋白磷酸酶 ATPADP蛋白激酶-O-PO32-ThrSerTyr酶蛋白酶蛋白的磷酸化修飾與去修飾2021/9/301142共價(jià)修飾調(diào)節(jié)的方式：共價(jià)修飾調(diào)節(jié)一般與激素的調(diào)節(jié)相聯(lián)系，其調(diào)節(jié)方式為級聯(lián)反應(yīng)(cascade reaction)。2021/9/30115腺苷酸環(huán)化酶 （無活性）腺苷酸環(huán)化酶

31、（有活性） ATP cAMP 激素（胰高血糖素、腎上腺素等）+ 受體 PKA(無活性) PKA(有活性) 糖原合酶 糖原合酶-P 磷酸化酶b 磷酸化酶a-P 磷酸化酶b激酶 磷酸化酶b激酶-P 共價(jià)修飾酶的級聯(lián)反應(yīng)2021/9/301163共價(jià)修飾調(diào)節(jié)的特點(diǎn)： 酶以兩種不同修飾和不同活性的形式存在； 有共價(jià)鍵的變化； 受其他調(diào)節(jié)因素（如激素）的影響； 一般為耗能過程； 存在放大效應(yīng)。 2021/9/30117（三）酶原的激活：處于無活性狀態(tài)的酶的前身物質(zhì)就稱為酶原（zymogen)。酶原在一定條件下轉(zhuǎn)化為有活性的酶的過程稱為酶原的激活(activation of zymogen)。酶原的激活過

32、程通常伴有酶蛋白一級結(jié)構(gòu)的改變。 胰蛋白酶/腸激酶胰蛋白酶原 胰蛋白酶 + N端6肽片段 2021/9/30118胰蛋白酶原的激活過程甘異賴?yán)i天天天天纈組絲SSSS46183甘異纈組絲SSSS活性中心腸激酶/胰蛋白酶2021/9/30119酶原激活的機(jī)制為：酶原分子一級結(jié)構(gòu)的改變導(dǎo)致了酶原分子空間結(jié)構(gòu)的改變，使催化活性中心得以形成，故使其從無活性的酶原形式轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚缘拿?。酶原激活的生理意義在于：保護(hù)自身組織細(xì)胞不被酶水解消化。 2021/9/30120二、酶含量的調(diào)節(jié)酶含量的調(diào)節(jié)是指通過改變細(xì)胞中酶蛋白合成或降解的速度來調(diào)節(jié)酶分子的絕對含量，影響其催化活性，從而調(diào)節(jié)代謝反應(yīng)的速度。酶含量的調(diào)節(jié)是機(jī)體內(nèi)遲緩調(diào)節(jié)的重要方式。 2021/9/30121（一）酶蛋白合成的調(diào)節(jié)：酶蛋白的合成速度通常通過一些誘導(dǎo)劑或阻遏劑來進(jìn)行調(diào)節(jié)。凡能促使基因轉(zhuǎn)錄增強(qiáng)，從而使酶蛋白合成增加的物質(zhì)就稱為誘導(dǎo)劑；反之，則稱為阻遏劑。2021/9/301221代謝物的調(diào)節(jié)：酶的底物對酶蛋白的合成具有誘導(dǎo)作用，如精氨酸對精氨酸酶合成的誘導(dǎo)，大腸桿菌中乳糖對乳糖代謝酶的誘導(dǎo)