2014臨床執(zhí)業(yè)醫(yī)師《生物化學(xué)》輔導(dǎo)資料筆記精選：變構(gòu)調(diào)節(jié)

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　　問題：有關(guān)變構(gòu)調(diào)節(jié)(或變構(gòu)酶)的敘述哪一項是不正確的：

　　A.催化部位與別構(gòu)部位位于同一亞基

　　B.都含有一個以上的亞基

　　C.動力學(xué)曲線呈S型曲線

　　D.變構(gòu)調(diào)節(jié)可有效地和及時地適應(yīng)環(huán)境的變化

　　E.該調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)整個代謝通路

　　答案及解析：本題選A

　　變構(gòu)調(diào)節(jié)是指某些調(diào)節(jié)物能與酶的調(diào)節(jié)部位結(jié)合使酶分子的構(gòu)象發(fā)生改變，從而改變酶的活性，稱酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)

　　變構(gòu)酶allosteric enzymes

　　1.概念

　　?有些酶除了活性中心外，還有一個或幾個部位，當(dāng)特異性分子非共價地結(jié)合到這些部位時，可改變酶的構(gòu)象，進(jìn)而改變酶的活性，酶的這種調(diào)節(jié)作用稱為變構(gòu)調(diào)節(jié)(allosteric regulation)，受變構(gòu)調(diào)節(jié)的酶稱變構(gòu)酶(allosteric enzyme)，這些特異性分子稱為效應(yīng)劑(effector)。變構(gòu)酶分子組成，一般是多亞基的，分子中凡與底物分子相結(jié)合的部位稱為催化部位(catalytic site)，凡與效應(yīng)劑相結(jié)合的部位稱為調(diào)節(jié)部位(regulatory site)，這二部位可以在不同的亞基上，或者位于同一亞基。?

　　2.機(jī)理?

　　(1)一般變構(gòu)酶分子上有二個以上的底物結(jié)合位點。當(dāng)?shù)孜锱c一個亞基上的活性中心結(jié)合后，通過構(gòu)象的改變，可增強其他亞基的活性中心與底物的結(jié)合，出現(xiàn)正協(xié)同效應(yīng)(positivecooperative effect)。使其底物濃度曲線呈S形。即底物濃度低時，酶活性的增加較慢，底物濃度高到一定程度后，酶活性顯著加強，最終達(dá)到最大值Vmax.多數(shù)情況下，底物對其變構(gòu)酶的作用都表現(xiàn)正協(xié)同效應(yīng)，但有時，一個底物與一個亞基的活性中心結(jié)合后，可降低其他亞基的活性中心與底物的結(jié)合，表現(xiàn)負(fù)協(xié)同效應(yīng)(negative cooperative effect)。如3-磷酸甘油醛脫氫酶對NAD+的結(jié)合為負(fù)協(xié)同效應(yīng)。

　　(2)變構(gòu)酶除活性中心外，存在著能與效應(yīng)劑作用的亞基或部位，稱調(diào)節(jié)亞基(或部位)，效應(yīng)劑與調(diào)節(jié)亞基以非共價鍵特異結(jié)合，可以改變調(diào)節(jié)亞基的構(gòu)象，進(jìn)而改變催化亞基的構(gòu)象，從而改變酶活性。凡使酶活性增強的效應(yīng)劑稱變構(gòu)激活劑(allosteric activitor)，它能使上述S型曲線左移，飽和量的變構(gòu)激活劑可將S形曲線轉(zhuǎn)變?yōu)榫匦坞p曲線。凡使酶活性減弱的效應(yīng)劑稱變構(gòu)抑制劑(allosteric inhibitor)，能使S形曲線右移。例如，ATP是磷酸果糖激酶的變構(gòu)抑制劑，而ADP、AMP為其變構(gòu)激活劑。

　　(3)由于變構(gòu)酶動力學(xué)不符合米-曼氏酶的動力學(xué)，所以當(dāng)反應(yīng)速度達(dá)到最大速度一半時的底物的濃度，不能用Km表示，而代之以K0.55表示。

　　3.生理意義

　　(1)在變構(gòu)酶的S形曲線中段，底物濃度稍有降低，酶的活性明顯下降，多酶體系催化的代謝通路可因此而被關(guān)閉;反之，底物濃度稍有升高，則酶活性迅速上升，代謝通路又被打開，因此可以快速調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)底物濃度和代謝速度。

　　(2)變構(gòu)抑制劑常是代謝通路的終產(chǎn)物，變構(gòu)酶常處于代謝通路的開端，通過反饋抑制，可以及早地調(diào)節(jié)整個代謝通路，減少不必要的底物消耗。?例如葡萄糖的氧化分解可提供能量使AMP、ADP轉(zhuǎn)變成ATP，當(dāng)ATP過多時，通過變構(gòu)調(diào)節(jié)酶的活性，可限制葡萄糖的分解，而ADP、AMP增多時，則可促進(jìn)糖的分解。隨時調(diào)節(jié)ATP/ADP的水平，可以維持細(xì)胞內(nèi)能量的正常供應(yīng)。