10-2酶活性的调节.ppt

酶活性的调节控制; ;如何控制特定的生化反应?;;酶的“量变”;同工酶(isozyme);;Lactate Dehydrogenase is composed of four monomers;酶活调节;Each isozyme of lactate dehydrogenase can be separated by chromatography;概念：催化反应相同，结构性质不同的一类酶 如：过氧化物酶催化的反应，该酶是一组数目较多的同工酶 AH2 + H2O2 ——→ A + 2H2O; ∴ 酶活调节可以通过同工酶及控制酶基因的表达和酶分子的降解的2种方式，改变已有酶浓度（“量”变），使酶在正确的时间、地点具有正确的活性。;酶的“质变”;（1）别构调节; 调控部位(Regulatory site):酶分子中存在着一些可以与其他分子发生某种程度的结合的部位，从而引起酶分子空间构象的变化，对酶起激活或抑制作用。;酶;能够进行别构调节的酶称为别构酶，与别构中心结合调节酶活性的配体分子称为别构效应物。起抑制作用的别构效应物称为别构抑制剂，起激活作用的别构效应物称为别构激活剂。由底物作为别构效应物产生的别构效应称为同促效应，否则，就称为异促效应。 许多别构酶具有多个别构中心，能够与不同的别构效应物结合。 具有协同效应(P248)的酶和无协同效应的酶都可以受到别构调节。 ; 别构调节和别构酶： 别构调节(allosteric regulation ) 别构酶 (allosteric enzyme); 别构剂(效应物, effector);调节效应：正调节，负调节 调节物(效应物)：底物—同促效应 其它分子— 异促效应 多数别构酶具有同异促效应 协同效应：底物与一个亚基结合后，会影响后续亚基对底物的亲和力的现象。 正协同效应：底物与一个亚基结合后，会增加后续亚基对底物的亲和力，即酶对底物的亲和力是迅速增加的。 负协同效应：底物与一个亚基结合后，会减小后续亚基对底物的亲和力，即酶对底物的亲和力是迅速减小的。;酶活性的反馈抑制;;别构调节无协同效应的酶;（1）别构调节;别构调节具有正协同效应的酶;;别构酶的动力学;别构酶的动力学;二、S型作图和Hill方程;S型作图和Hill方程;Hill作图;;S型作图和Hill方程;;酶活性（Hill常数不同的酶）对底物浓度变化的敏感性;协同性的优点;协同性的优点;T 态 = 与底物结合的亲和力低 R 态 = 与底物结合的亲和力高;序变模型 ;别构机理：齐变模型;ATCase是大肠杆菌中合成嘧啶的一个关键酶，Mr 310 kD，同时具有同促和异促效应，是典型的别构酶。 12条亚基组成: 6条催化亚基，6条调节亚基 酶结合构象：每3个催化亚基形成2个二聚体； 每2个调节亚基形成3个而聚体 产物：CTP 激活剂：ATP 抑制剂：CTP ;典型别构酶 例：天冬氨酸转氨甲酰酶，简称ATCase;（2）共价修饰;共价修饰的几种方式; 酶分子在别的酶的催化下共价结合或脱去一个基团，使酶分子的活性产生或者丧失，这种调节方式叫共价修饰调节，这种酶叫共价修饰调节酶。 如：糖原磷酸化酶催化的反应为：糖原 + Pi G-1-P; 目前已发现有几百种酶被翻译后都需要进行共价修饰，其中一部分处于分支途径，对其代谢流量起调节作用的关键酶，属于这种酶促共价修饰系统。 由于这种调节的生理意义广泛，反应灵敏，节约能源，机制多样，在体内显得十分灵活，加之它们常受激素甚至神经的指令，导致级联放大反应，所以日益引人注目。;蛋白质的“可逆磷酸化”;真核生物的共价修饰方式主要是磷酸化/脱磷酸化。修饰以后有的酶为活性状态，而有的酶为无活性状态。糖原磷酸化酶是磷酸化后有活性，丙酮酸脱羧酶是脱磷酸化有活性。 原核生物的共价修饰方式主要为腺苷化/脱腺苷化。 如：大肠杆菌谷氨酰胺合成酶，它催化的反应为：;（3）水解激活;某些酶原的激活过程;（3）水解激活;肠激酶;几种蛋白酶的水解激活;糜蛋白酶的水解激活; 概念：在酶的催化下，无活性的酶的前体（酶原）转变为有活性酶的过程。 如：胰蛋白酶原的激活过程。;;胃蛋白酶原的激活过程 ; 酶原激活的生理意义：;;（4）调节蛋白的激活或抑制;;;（5）单体的聚合和解离; ∴ 酶活调节可以通过别构调节、共价修饰、水解激活、调节蛋白的结合和解离以及单体的聚合和解离的方式，改变已有酶的活性（“质”变），使酶在正确的时间、地点具有正确的活性。;小 结 酶活性的调节控制告诉我们了什么？