- 上海那艾實驗儀器有限公司
- 網址：xc55.net
抑制乙酰 ’()羧化酶磷酸化 "脫磷酸抑制 "激活谷氨酰胺合成酶（大腸桿菌）腺苷化 "脫腺苷抑制 "激活黃嘌呤氧化（脫氫）酶 —*$ " —*—*—脫氫 "氧化 !!細胞內存在著多種蛋白激酶，通過磷酸化和脫磷酸化反應修飾其底物蛋白，在調節(jié)物質代謝和信號轉導中均起著十分重要的作用。如催化絲氨酸或蘇氨酸殘基磷酸化的酶（統(tǒng)稱為絲氨酸 "蘇氨酸蛋白小型噴霧干燥機激酶）和催化酪氨酸殘基磷酸化的酶（統(tǒng)稱為酪氨酸蛋白激酶）可分別將 )+,分子中的 !磷酸基團轉移至特定的蛋白分子底物絲氨酸 "蘇氨酸 "酪氨酸殘基的羥基上，使其磷酸化而改變該蛋白的活性。與此相對應的，細胞內亦存在著多種絲氨酸 "蘇氨酸蛋白磷酸酶（ -./01. " 23/.(101. 4/(2.01 43(-43525-.）和蛋白酪氨酸磷酸酶（26/(-01. 4/(2.01 43(-43(25-.），它們可將相應的磷酸基團移去（見第十九章細胞信號轉導）。酶的化學修飾如變構調節(jié)一樣，也是機體物質代謝的快速調節(jié)的一種重要方式。 !!肌糖原磷酸化酶有兩種形式，即無活性的磷酸化酶 #和有活性的磷酸化酶 5。磷酸化酶 #是二聚體，相對分子質量約為 78 999。它在磷酸化酶 #激酶的催化下，每個亞基從 )+,接受一個分子的 !磷酸基團而轉變?yōu)榱姿峄?5，后者具有高活性。兩分子磷酸化酶 5二聚體可再聚合成活性較低的（低于高活性的二聚體）磷酸化酶 5四聚體（圖 :: ;）。圖 :: ;!肌肉磷酸化酶的酶促化學修飾作用 ! !酶促化學修飾的特點： ! ! :<共價修飾 !絕大多數(shù)酶促化學修飾的酶都具有無活性（或低活性）與有活性（或高活性）兩種形式。
它們之間的正逆兩向互變反應由不同的酶催化，均發(fā)生共價變化，而催化這互變反應的酶又受機體其他調節(jié)物質（包括激素等）的調控，酶促化學修飾往往是在激素的作用下進行的。 ! !=<級聯(lián)放大效應 !由于化學修飾是酶促反應，故有瀑布式逐級放大效應。少量的調節(jié)因素就可使大量的酶分子發(fā)生化學修飾。因此，這類反應的催化效率常較變構調節(jié)高。 第十一章 !物質代謝的調節(jié)"!!! !"#耗能少 !磷酸化與脫磷酸是常見的酶促化學修飾反應。一分子亞基發(fā)生磷酸化常需消耗一分子 $%&，這與合成酶蛋白所消耗的 $%&相比，顯然少得多；同時酶促化學修飾又有放大效應，因此，這種調節(jié)方式更為經濟有效。 ! !’#按需調節(jié) !此種調節(jié)同變構調節(jié)一樣，均按生理需要來進行。如前述的肌糖原磷酸化酶的化學修飾過程中，在餐后，因血糖濃度增高，肝細胞無需通過糖原的分解來調節(jié)血糖濃度，則磷酸化酶 (在磷酸化酶 (磷酸酶的催化下即水解脫去磷酸基而轉變成無活性的磷酸化酶 )，從而減弱或停止糖原的分解。 !!綜上所述，酶促化學修飾與變構調節(jié)是體內調節(jié)代謝速率和方向的兩種方式。對某一種酶來說，它可以同時接受這兩種方式的調節(jié)。如，二聚體糖原磷酸化酶存在磷酸化位點，且每個亞基都有催化部位和調節(jié)部位，因此，在受化學修飾的同時也可由 $*&變構激活，并受 $%&變構抑制。
細胞中同一種酶受化學修飾和變構雙重調節(jié)的意義可能在于：變構調節(jié)是細胞的一種基本調節(jié)機制，它對于維持代謝物和能量平衡具有重要作用，但當效應劑濃度過低，不足以與全部酶分子的調節(jié)部位結合時，就不能動員所有的酶發(fā)揮作用，難以發(fā)揮應激效應。當在應激狀態(tài)下，隨著腎上腺素的釋放，通過 +$*&，啟動一系列的級聯(lián)酶促化學修飾反應，就可以迅速有效地滿足機體的急需。三、細胞內酶含量的調節(jié) !!生物體除通過改變酶分子的結構來調節(jié)細胞內原有酶的活性快速適應需要外，還可通過改變酶的合成或降解速率以控制酶的絕對含量來調節(jié)代謝。從最簡單到最復雜的各種有機體都可根據對酶需要的情況開啟或關閉合成酶蛋白的基因，同時控制酶降解的速率。此過程耗能，所需時間較長，因此酶含量的調節(jié)屬遲緩調節(jié)。 !!（一）酶蛋白合成的誘導與阻遏 !!酶的化學本質是蛋白質，酶的合成也就是蛋白質的合成。有關影響蛋白質合成的因素詳見第十四章。本節(jié)主要介紹酶蛋白的誘導與阻遏調節(jié)。酶的底物或產物、藥物以及激素等都可以影響酶蛋白的合成。一般將增加酶蛋白合成的化合物稱為誘導劑（,-./+01），減少酶蛋白合成的化合物稱為阻遏劑（ 102103341）。誘導劑和阻遏劑影響酶蛋白合成可發(fā)生在轉錄水平或翻譯水平，以轉錄水平較常見。這種調節(jié)作用需通過蛋白質生物合成的各個環(huán)節(jié)，故需一定時間才出現(xiàn)相應效應。但一旦酶蛋白被誘導合成，即使除去誘導劑，酶仍能保持活性，直至酶蛋白被完全降解。因此，這種調節(jié)效應出現(xiàn)遲緩但持續(xù)時間較長。
! !5#底物對酶合成的誘導作用 !!生物界普遍存在著酶的底物可誘導該酶合成的現(xiàn)象。例如，食物消化吸收后，血中多種氨基酸濃度的增加，可誘導氨基酸分解酶體系中關鍵酶（如蘇氨酸脫水酶和酪氨酸轉氨酶）的合成而降解和轉化氨基酸。又如，若鼠的飼料中酪蛋白含量從 67增至 897，則鼠肝中的精氨酸酶的活性可增加 : ;"倍。這種誘導作用對于維持體內代謝的平衡具有一定的生理意義（詳見第十五章基因表達的調控）。高等動物體內，因存在激素的調節(jié)作用，底物誘導作用不如微生物體內重要。 ! !:#產物對酶合成的阻遏作用 !!在肝和骨髓中，作為中間產物的 8!羥膽固醇可強烈抑制膽固醇合成途徑的關鍵酶 <*=>4$還原酶的活性。而其終產物膽固醇則主要抑制 <*=>4$還原酶的生物合成。這表明一條代謝通路的產物不但可通過變構調節(jié)直接抑制酶系中的關鍵酶，有時還可阻遏這些酶的合成。 ! !"#激素對酶合成的誘導作用 !!胰島素除可增強肝 <*=>4$還原酶的活性外，還可誘導肝 <*=>4$還原酶的合成而促進肝合成膽固醇；胰高血糖素和糖皮質激素降低 <*=>4$還原酶活性以減少膽固醇合成。這表明激素是高等動物體內影響酶合成的最重要的調節(jié)因素。 ! !’#藥物對酶合成的誘導作用 !!肝細胞微粒體中單加氧酶等藥物代謝酶是催化許多藥物和毒物在肝內進行生物轉化的酶，可被其底 #"!第二篇 !物質代謝物誘導合成，從而促進藥物本身或其他藥物的氧化失活，這對防止藥物或毒物的中毒和累積有著重要的意義。
!!（二）酶蛋白降解的調控 !!改變酶蛋白的降解速率也能調節(jié)胞內酶（ "#$%"#&’("）的含量，從而達到調節(jié)酶活性的作用。溶酶體的蛋白水解酶可催化酶蛋白的降解。因此，凡能改變蛋白水解酶活性或蛋白水解酶在溶酶體內分布的因素，都可間接地影響酶蛋白的降解速率。除溶酶體外，細胞內還存在蛋白酶體，由多種蛋白水解酶組成，當待降解的酶蛋白與泛素結合而被泛素化即可使該酶蛋白迅速降解。目前認為，通過酶蛋白的降解來調節(jié)酶含量遠不如酶蛋白合成的誘導和阻遏重要。第二節(jié) !激素對物質代謝的調節(jié) !!激素是一類由特定的細胞合成并分泌的化學物質，它隨血液循環(huán)至全身，作用于特定的靶組織或靶細胞（)*+,") -"..），引起細胞物質代謝沿著一定的方向進行而產生特定生物學效應。不同激素作用于不同的組織或細胞，產生不同的生物學效應，也可產生部分相同的生物學效應。同一激素可以使某些代謝反應加強，而使另一些代謝反應減弱，從而適應整體的需要。對于每一個細胞來說，激素是外源性調控信號，而對于機體整體而言，它仍然屬于內環(huán)境的一部分。通過激素來控制物質代謝是高等動物體內代謝調節(jié)的一種重要方式。 !!激素能對特定的組織或細胞發(fā)揮作用，是由于該組織或細胞具有能特異識別和結合相應激素的受體（+"-"/)%+）。按激素受體在細胞的部位不同，可將激素分為膜受體和細胞內受體激素。有關激素對細胞的信號轉導作用見第十九章，細胞信號轉導。第三節(jié) !整體水平的代謝調節(jié) !!人類生活在變化的環(huán)境中，必須具有適應能力。
為了適應外界環(huán)境的變化，機體可通過神經體液途徑對其物質代謝進行調節(jié)，及時滿足能量的需要并維持內環(huán)境的恒定�，F(xiàn)以應激、饑餓和糖尿病為例簡要說明整體物質代謝的調節(jié)。一、應激狀態(tài)下的代謝調節(jié) !!應激（0)+"00）是人體受到一些諸如創(chuàng)傷、劇痛、凍傷、缺氧、中毒、感染，以及劇烈情緒激動等異乎尋常的刺激所作出一系列反應的“緊張狀態(tài)”。應激伴有一系列神經體液的改變，包括交感神經興奮、腎上腺髓質和皮質激素分泌增加，血漿胰高血糖素和生長激素水平升高、胰島素水平降低等。引起糖、脂肪和蛋白質等物質代謝發(fā)生相應變化，總的特點是分解增加，合成減少（圖 11 2）。 !!（一）糖代謝的變化 !!應激時，糖代謝變化的主要表現(xiàn)為高血糖�？崭寡浅� 345675482 ((%. 9:（16; 712; (, 9$:），應激時由于兒茶酚胺、胰高血糖素、生長激素、腎上腺糖皮
