【正文】 活劑。 ATP是嘌呤核苷酸合成途徑的終產(chǎn)物。 ATP對 ATCase的激活作用可能是增強(qiáng)嘧啶核苷酸的生成以便使核酸合成所需要的兩種類型的核苷酸的供應(yīng)達(dá)到平衡。 CTP和 ATP都影響底物天冬氨酸的結(jié)合。 ATCase催化反應(yīng)中，速度對天冬氨酸濃度作圖得到的是 S型曲線。 CTP使酶對天冬氨酸的 Km值明顯增大，但并沒有改變 Vmax，所以 CTP是一個競爭性抑制劑，它結(jié)合在活性部位以外的部位。 CTP使得原來的 S曲線更為明顯，表明天冬氨酸結(jié)合ATCase的過程中具有更大的協(xié)同性。 ATP的存在使得 S型曲線向雙曲線漂移，降低了底物對酶結(jié)合的協(xié)同性。 某些調(diào)節(jié)酶受磷酸化作用調(diào)控 對于某些酶可以通過共價修飾來調(diào)控 ， 磷酸化作用是最常見的共價修飾調(diào)節(jié)類型 。 最常見的共價修飾是酶的一個特定的絲氨酸殘基的磷酸化 。一個典型的哺乳動物細(xì)胞中大約 1/3的蛋白質(zhì)都可能含有共價結(jié)合的磷酸 。蛋白激酶催化 ATP末端的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到酶的特定的絲氨酸殘基上 。 酶的磷酸絲氨酸經(jīng)蛋白磷酸化酶水解釋放出磷酸基團(tuán)后 ， 又還原為脫磷酸的狀態(tài) 。 催化途徑中的酶通常是受磷酸化作用激活 ， 通過脫磷酸化作用而失活 ，合成代謝途徑中的大多數(shù)酶經(jīng)磷酸化作用失活 ， 脫磷酸化作用使其恢復(fù)活性 。 丙酮酸脫氫酶催化葡萄糖降解中的一步關(guān)鍵反應(yīng) ， 丙酮酸脫羧生成乙酰輔酶 A和二氧化碳 。 這個反應(yīng)將酵解途徑與檸檬酸循環(huán)聯(lián)系起來 。 丙酮酸脫氫酶的磷酸化使脫氫酶失活 。 磷酸化的丙酮酸脫氫酶可以通過酶中磷酸絲氨酸殘基水解而恢復(fù)活性 ， 反應(yīng)是由丙酮酸脫氫酶磷酸化酶催化的 ，該磷酸酶受 Ca2+激活 。 無活性 有活性 磷酸化 脫磷酸 某些酶具有組織或器官特異性 催化同一反應(yīng)的來自同一個生物的不同蛋白質(zhì)稱為同功酶。同功酶具有不同的 Km和 Vmax值，可以通過電泳區(qū)分開。 多亞基的同功酶中，亞基在結(jié)構(gòu)上的類似使得它們可以組裝成一個雜化的寡聚體。例如乳酸脫氫酶（ LDH）是一個四聚體，從某些組織可分離到 5種 LDH。這些同功酶是由兩種類型的亞基組裝成的，一種是在心肌中占優(yōu)勢 H型亞基，另一種是在骨骼肌中占優(yōu)勢的 M型亞基， 5種同功酶都是由這兩種亞基按不同比例組裝成的四聚體，即 H4（心肌中）、 H3M、 H2MHM3和 M4（骨骼肌中），它們都催化丙酮酸還原成乳酸或其逆反應(yīng)。各組織器官中 LDH同工酶的分布及含量不同，各有其特定的分布酶譜 。 同功酶分布上的不同對生物體內(nèi)反應(yīng)的調(diào)節(jié)具有重要的意義 。 例如肌肉中富含 LDH5， 它對丙酮酸的親和力高 ， 利于丙酮酸轉(zhuǎn)化為乳酸；而心肌中富含 LDH1， 利于乳酸轉(zhuǎn)化成丙酮酸 ， 代謝上有其組織器官上的特異性 。 在臨床上可根據(jù) LDH酶譜的變化診斷疾病 。 要點(diǎn)歸納 1. 酶是生物催化劑 。 酶的顯著特點(diǎn)是催化效率高 ， 具有底物和反應(yīng)的特異性 ， 以及可調(diào)節(jié)性 。 除了某些 RNA之外 ，絕大部分酶是蛋白質(zhì) ， 或是帶有輔助因子的蛋白質(zhì) 。 酶可以按照它們催化的反應(yīng)類型分為六大類：脫氫酶 、 轉(zhuǎn)移酶 、水解酶 、 裂解酶 、 異構(gòu)酶和合成酶 。 2. 比活是每毫克酶蛋白所具有的酶活力單位數(shù) ， 比活測定是酶純化的監(jiān)測指標(biāo) ， 對同一種酶來說 ， 比活越高 ， 酶的純度越高 。 3. 酶也和其他催化劑一樣，可以通過降低反應(yīng)的活化能來提高反應(yīng)速度，使反應(yīng)快速達(dá)到平衡點(diǎn)，但酶不能改變平衡點(diǎn) 。 4. 酶活性部位是一個具有三維結(jié)構(gòu)的疏水裂隙 ， 除了含有疏水性氨基酸殘基 ， 還含有少量的極性氨基酸殘基 ， 極性氨基酸常常參與酶的催化反應(yīng) 。 酶活性部位的可離子化和可反應(yīng)的氨基酸殘基形成酶的催化中心 。 5. 酶催化的兩個主要模式是酸堿催化和共價催化 。 在酸堿催化中 ， 活性部位的弱酸給出質(zhì)子 ， 而堿接收質(zhì)子 ， 質(zhì)子轉(zhuǎn)移可以促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行；在共價催化中 ， 底物或底物中的質(zhì)子與酶共價結(jié)合形成反應(yīng)的中間產(chǎn)物 。 6. 酶促反應(yīng)速度的提高很大程度上依賴于底物與酶的結(jié)合。底物靠近和定向于酶的活性部位，使得活性部位的反應(yīng)物濃度急劇增高，將大大加速酶促反應(yīng)的速度。底物誘導(dǎo)酶結(jié)合，一旦酶結(jié)合底物后又使底物變形，當(dāng)?shù)孜镞_(dá)到過渡態(tài)時，酶對底物的親和力最大，使反應(yīng)活化能降低，容易將底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物。 7. 酶動力學(xué)測定常常是測定反應(yīng)的起始速度 。 酶促反應(yīng)的第一步是形成非共價的酶 底物復(fù)合物 。 酶促反應(yīng)相對于酶濃度是一級反應(yīng) ， 相對于底物濃度的變化表現(xiàn)出典型的雙曲線特征 。當(dāng)酶被底物飽和時達(dá)到最大反應(yīng)速度 Vmax 。 米氏 (MichaelisMenten)方程描述了這樣的動力學(xué)行為 。 8. 米氏常數(shù) Km等于最大反應(yīng)速度一半時的底物濃度 ， Km是酶的特征常數(shù) 。 通過雙倒數(shù)作圖法很容易獲得 Km和 Vmax。 酶的催化常數(shù) （ kcat） 或轉(zhuǎn)換數(shù)等于每個酶分子 （ 或是每個活性部位 ） 每秒鐘轉(zhuǎn)換底物 （ 轉(zhuǎn)換成產(chǎn)物 ） 的最大分子數(shù) ， 在數(shù)值上kcat等于 Vmax除以總酶濃度 。 當(dāng) kcat很小可以忽略時 ， Km是酶對底物親和力的量度： Km越小 ， 表明酶對底物親和力越大 。 9. 酶促反應(yīng)速度受抑制劑的影響。酶抑制劑可分為可逆和不可逆抑制劑?？赡嬉种苿┡c酶非共價結(jié)合，可逆抑制包括競爭性抑制（ Km增加，而 Vmax不變）、反競爭性抑制（ Km和 Vmax都成比例地減少）、非競爭性抑制（ Vmax減少， Km不變）；不可逆抑制劑與酶活性部位的功能基團(tuán)共價結(jié)合。利用不可逆抑制劑處理酶，有可能獲得活性部位氨基酸殘基的信息和解釋酶催化的機(jī)制。 10. 酶促反應(yīng)受 pH和溫度的影響，大多數(shù)酶都存在一個最適 pH和最適溫度，但最適 pH和最適溫度都不是酶的特征常數(shù)。在最適 pH和最適溫度下酶促反應(yīng)具有最大反應(yīng)速度，大多數(shù)酶的反應(yīng)速度 pH以及反應(yīng)速度 溫度曲線是鐘形曲線。 11. 許多蛋白酶都是以酶原形式合成的 ， 在合適的條件下酶原通過有選擇的蛋白水解被激活 ， 這一過程稱為酶原激活 。血液凝固取決于酶原激活的級聯(lián)反應(yīng)和許多凝血因子 。 級聯(lián)反應(yīng)是一個信號放大的過程 。 12. 某些酶是調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)代謝速度的關(guān)鍵酶。在反饋抑制中，途徑的終產(chǎn)物往往抑制該途徑的第一個酶。一些稱為別構(gòu)酶的調(diào)節(jié)酶的活性受到特殊的調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)劑可逆地結(jié)合在別構(gòu)酶的調(diào)節(jié)部位（常常是底物結(jié)合部位以外的部位）。調(diào)節(jié)劑可以是抑制劑或激活劑；調(diào)節(jié)劑也可以是底物本身或其他代謝物。 13. 別構(gòu)酶一般都是寡聚酶 。 別構(gòu)酶表現(xiàn)出的動力學(xué)曲線是 S形 。 別構(gòu)調(diào)節(jié)劑通過控制 R（ 對底物親和性高的構(gòu)象 ） ∶ T（ 對底物親和性低的構(gòu)象 ） 的比例改變調(diào)節(jié)酶的Km或 vmax值 。 其他調(diào)節(jié)酶的活性也可以通過共價修飾調(diào)節(jié) ， 常見的共價修飾是酶的磷酸化 。 磷酸化常發(fā)生在酶活性部位的絲氨酸 、 蘇氨酸和酪氨酸殘基側(cè)鏈上 。 14. 某些器官或組織含有催化同一化學(xué)反應(yīng)而化學(xué)組成不同的一組蛋白質(zhì)，稱之為同功酶。通過動力學(xué)或物理特性很容易將同功酶區(qū)別開。常見的乳酸同功酶有 5種。