【正文】 過激素調(diào)節(jié)酶活性； 3. 反饋抑制調(diào)節(jié)酶活性； 在多酶體系中，反應(yīng)的總速度決定于其中反 應(yīng)速度最慢的一個反應(yīng)，這個速度最慢的酶限制 著全部反應(yīng)序列的速度，稱為限速步驟。它受到 終產(chǎn)物的反饋抑制。 4. 抑制劑和激活劑對酶活性的調(diào)節(jié)； 5. 其他調(diào)節(jié)方式：通過別構(gòu)調(diào)控、酶原的激活、 酶的可逆共價修飾和同工酶來調(diào)節(jié)酶的活性。 （一）別構(gòu)調(diào)控（ allosteric regulation） 酶分子的非催化部位與某些化合物可逆地非 共價結(jié)合后發(fā)生構(gòu)象的改變，進(jìn)而改變酶活性狀 態(tài)，稱為酶的別構(gòu)調(diào)節(jié)。具有這種調(diào)節(jié)作用的酶 稱為別構(gòu)酶（ alloseric enzyme）。凡能使酶分子發(fā) 生別構(gòu)作用的物質(zhì)稱為效應(yīng)物（ effector）或別構(gòu) 劑，通常為小分子代謝物或輔因子。 有的別構(gòu)酶有 “ 負(fù)調(diào)節(jié)物 ” ，有的別構(gòu)酶有： “ 正調(diào)節(jié)物 ” 或稱激活劑（激活效應(yīng)物）；有的別 構(gòu)酶則正負(fù)調(diào)節(jié)物兼而有之。有的別構(gòu)酶只有一 個專一性的調(diào)節(jié)物，稱之為單價別構(gòu)酶 （ monovalent enzyme），有的別構(gòu)酶則有兩 個或更多的專一性調(diào)節(jié)物，稱為多價別構(gòu)酶（ polyvalent enzyme）。 1. 別構(gòu)酶的性質(zhì) （ 1） 別構(gòu)酶一般都是寡聚酶，通過次級鍵由多亞基 組成。在別構(gòu)酶分子上有和底物結(jié)合和催化底物的活 性部位，也有和調(diào)節(jié)物或效應(yīng)物結(jié)合的調(diào)節(jié)部位，這 兩種部位可能在同一個亞基上，也可能分別在不同的 亞基上。在同促別構(gòu)酶中活性部位和調(diào)節(jié)部位是相 同的。調(diào)節(jié)部位與活性部位雖在空間上分開的，但這 兩個部位可互相影響，通過構(gòu)象的變化，產(chǎn)生協(xié)同效 應(yīng)。 （ 2）別構(gòu)酶的動力學(xué) 因別構(gòu)酶有協(xié)同效應(yīng)，故其 [S]對 v的動力學(xué)曲 線不是雙曲線，而是 S形曲線（正協(xié)同）或表觀雙 曲線（負(fù)協(xié)同），兩者均不符合米氏方程。這種 S 形曲線表明酶結(jié)合一分子底物（或調(diào)節(jié)物）后，酶 的構(gòu)象發(fā)生改變，這種新的構(gòu)象大大地增加對后續(xù) 底物分子的親和力，促進(jìn)后續(xù)分子與酶的結(jié)合，表 現(xiàn)為正協(xié)同性，這種酶稱為具有正協(xié)同效應(yīng)的酶。 表觀雙曲線表明，在底物濃度較低的范圍內(nèi)酶活力 上升很快，但隨后底物濃度雖有較大的提高，但反 應(yīng)速率升高卻很小。 為了區(qū)分符合米氏方程的 “ 正常 ” 酶，具有正 協(xié)同性的別構(gòu)酶和具有負(fù)協(xié)同性的別構(gòu)酶， Koshland建議用協(xié)同指數(shù)（ cooperativity index，CI）來鑒別。 CI是指酶分子中的結(jié)合位點被底物飽和 90%和 飽和 10%時底物濃度的比值。故協(xié)同指數(shù)又稱 飽和比值（ saturation ratio， Rs），即： 位點被 90%飽和時的底物濃度 位點被 10%底物飽和時的濃度 Rs = =81 1/n （ 3） K型效應(yīng)物和 V型效應(yīng)物：凡是改變底物的 Vmax的效應(yīng)物稱為 K型效應(yīng)物。反 之，凡是改變 Vmax而不改變 V型 效應(yīng)物。 （ 4）別構(gòu)酶經(jīng)加熱或用化學(xué)試劑等處理，可引起 別構(gòu)酶解離，失去調(diào)節(jié)活性，稱為脫敏作用 （ desensitization）。 2. 別構(gòu)模型（ allosteric models） （ 1）協(xié)同模型或?qū)ΨQ模型（ concerted or symmetry model，也稱 WHC模型） ① 別構(gòu)酶由確定數(shù)目的亞基組成的寡聚酶，各亞基占有相等的地位，因此每個別構(gòu)酶都有一個對稱軸。 ② 每一個亞基對一種配體（或調(diào)節(jié)物）只有一個位點。 ③ 每種亞基有兩種構(gòu)象狀態(tài)，一種為有利于結(jié)合底物或調(diào)節(jié)物的松弛構(gòu)象（ relaxed state， R型），另一種為不利于底物或調(diào)節(jié)物結(jié)合的緊張構(gòu)象（ tensed state， T型）。這兩種型式在三級結(jié)構(gòu)和四級結(jié)構(gòu)上，在催化活力上有所不同。這兩種狀態(tài)可以互變，且一個亞基從 T態(tài)變?yōu)?R態(tài)，則其它亞基也幾乎同時變成 R態(tài)。 ④ 當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)由一構(gòu)象狀態(tài)轉(zhuǎn)變至另一構(gòu)象狀態(tài)時，其分子對稱性不變。 （ 2）序變模型 （ sequential model，也稱 KNF模型） ① 當(dāng)配體不存在時，別構(gòu)酶只有一種構(gòu)象狀態(tài)存在 （ T），而不是處于 R T的平衡狀態(tài)，只有當(dāng)配體與 之結(jié)合后才誘導(dǎo) T態(tài)向 R態(tài)轉(zhuǎn)變。 ② 別構(gòu)酶的構(gòu)象是以序變方式進(jìn)行的，而不是齊變。 當(dāng)配體與一個亞基結(jié)合后，可引起該亞基構(gòu)象發(fā)生變 化，并使鄰近亞基易于發(fā)生同樣的構(gòu)象變化，即影響 對下一個配體的親和力。當(dāng)?shù)诙€配體結(jié)合后，又可 導(dǎo)致第三個亞基類似變化，如此順序傳遞，直至最后 所有亞基都處于同樣的構(gòu)象。這種序變機(jī)制的特點有 各種 TR型雜合態(tài)。 ③ 亞基間的相互作用可能是正協(xié)同效應(yīng)，也可能是負(fù) 協(xié)同效應(yīng)，前者導(dǎo)致下一個亞基對配體有更大的親和 力，后者則降低親和力。 3. 天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶（ ATCase） ATCase是嘧啶核苷酸（ CTP）生物合成多 酶體系反應(yīng)序列中的第一個酶，受到終產(chǎn)物反 饋抑制。 ATCase由催化亞基和調(diào)節(jié)亞基構(gòu)成， 催化亞基不與 ATP和 CTP結(jié)合，調(diào)節(jié)亞基與 ATP 和 CTP結(jié)合。 ATCase的別構(gòu)作用通過四級結(jié)構(gòu) 大的變化來轉(zhuǎn)達(dá)。底物結(jié)合到 ATCase上引起高 度協(xié)同的別構(gòu)轉(zhuǎn)變， ATP和 CTP通過改變 T態(tài)和 R態(tài)之間的平衡來調(diào)節(jié) ATCase的活性。 （二）酶原的激活 體內(nèi)合成出的蛋白質(zhì)，有時不具有生物活性， 經(jīng)過蛋白水解酶專一性作用后，構(gòu)象發(fā)生變化，形 成酶的活性部位，變成活性蛋白。這個不具生物活 性的蛋白質(zhì)稱為前體（ precursor）。如果活性蛋 白質(zhì)是酶，這個前體稱為酶原（ zymogen or proenzyme）。該活化過程，是生物體的一種調(diào) 控機(jī)制。這種調(diào)控作用的特點，由無活性狀態(tài)轉(zhuǎn)變 成活性狀態(tài)是不可逆的。通過專一的蛋白水解作用 來活化酶和蛋白質(zhì)，在生物體系中是經(jīng)常發(fā)生的， 例如消化系統(tǒng)酶原的激活、凝血機(jī)制等。 （三）可逆的共價修飾（ reversible covalent modification） 這種調(diào)控作用通過共價調(diào)節(jié)酶（ covalently Modulated enzymes）進(jìn)行。共價調(diào)節(jié)酶通過其 他酶對其多肽鏈上某些基團(tuán)進(jìn)行可逆的共價修 飾，使處于活性與非活性的互變狀態(tài)，從而調(diào) 節(jié)酶活性。 1. 蛋白質(zhì)的磷酸化 由蛋白激酶催化，將 ATP或 GTP?位磷酸基 轉(zhuǎn)移到底物蛋白質(zhì)氨基酸殘基上的過程，其可 逆過程是由蛋白磷酸化酶催化的。 六、同工酶和誘導(dǎo)酶 （一）同工酶（ isozyme or isoenzyme） 是指催化相同的化學(xué)反應(yīng)，但其蛋白質(zhì)分子結(jié) 構(gòu)、理化性質(zhì)和免疫性能等方面都存在明顯差異的 一組酶。 最常見的同工酶且研究最多的是乳酸脫氫酶 （ LDH），是由 4個亞基聚合的四聚體，有 5種同工 酶，由兩種不同結(jié)構(gòu)基因編碼成 2種蛋白亞基，即 肌肉型（ M）和心肌型（ H）亞基。 H型富含酸性氨 基酸，而 M型富含堿性氨基酸，在電場中由陰極向 陽極依次排列著 LDH5（ M4）、 LDH4（ M3H）、 LDH3（ M2H2）、 LDH2（ MH3）、 LDH1(H4)。 LDH同工酶有組織特異性， LDH1在心肌中相對含 量高，而 LDH5在肝、骨骼肌中相對含量高。 （二）誘導(dǎo)酶（ induced enzyme） 是指當(dāng)細(xì)胞中加入特定誘導(dǎo)物后誘導(dǎo)產(chǎn)生 的酶，它的含量在誘導(dǎo)物存在下顯著提高， 這種誘導(dǎo)物往往是該酶的類似物或底物本身。