第十章调节机制 如同机动车交通，用信号调节代谢途径流动效率更高。CTP是一个多步骤反应的最终产物。 CTP抑制限速步骤催化酶（即天冬氨酸-氨基甲酰转移酶ATCase)活性能够控制这个代谢途 径。 为了在合适的时间和地点发挥作用，必须调节酶的活性。这种调节对于协调生物体内一 直发生的大量生化过程而言是必需的。酶活性的调节方式主要有五种。 1,变构控制。变构蛋白质含有独特的调节位点和多个活性位点。信号小分子与调节位点的 结合是控制这些酶蛋白活性的主要手段。而且，变构蛋白有协同性：一个活性位，点的活 性会影响其它活性位点。因此有变构控制能力的蛋白质也是信息转导分子：能够将信号 分子或同一酶蛋白活性位点的信息传递给蛋白质，调节酶蛋白活性。本章介绍研究最深 入的变构蛋白，即天冬氨酸-氨基甲酰转移酶(ATCase)。该酶催化嘧啶合成途径的第一 步反应，即氨基甲酰转移给天冬氨酸的化学反应。这个酶受该途径终产物CTP的反馈抑 制。在第7章我们已经介绍了一种变构蛋白（即运送氧气的血红蛋白）。 2.酶的多重形式。同功酶(isozyme,isoenzyme）是在不同位置或时间调节酶活性的另一 种形式。同功酶是同一生物体内存在的催化同一反应的同源酶，它们之间在结构上稍有 差异，但是催化反应的Km和Vmax,以及调节特性差异显著。通常同功酶随表达的时 间、地点和发育状态而改变。 3.可逆共价修饰。有很多酶共价连接一个基团后催化活性显著改变，最常见的修饰基团是 磷酸。ATP作为这些修饰反应的磷酸供体，催化的酶是蛋白激酶。蛋白磷酸酯酶负责删 除蛋白质的磷酸基团。本章介绍蛋白激酶的结构、特异性和活性调节。PKA是真核生物 广泛存在的蛋白激酶，能够调节不同的目标蛋白质。 4.蛋白裂解活化。有些调节使酶蛋白活性能够来回变化，使之处于有活性和无活性两种状 态。还有一种调节方式是酶蛋白活性不可逆转地激活。只要水解少数几个肽键甚至一个 肽键就能够酶激活的蛋白质称为酶原(ymogen,.or proenzyme)。这种机制能够产生消化 酶如胰凝乳蛋白酶、胰蛋白酶、和胃蛋白酶。血液凝固就是酶原激活的级联反应。特异 抑制蛋白与分子靶标不可逆结合关闭凝血过程。 5.酶量控制。调节酶量也是调节酶活性的一种方法。通常在转录水平进行这种调节。在31 章我们将介绍这种调节模式。 下面，我们首先介绍天冬氨酸-氨基甲酰转移酶，一种变构调节的蛋白质。 10.1天冬氨酸-氨基甲酰转移酶是一种变构调节酶，受该途径终端产物抑制。 天冬氨酸-氨基甲酰转移酶催化嘧啶合成的第一步，天冬氨酸和氨基羧酸磷酸缩合形成 N-氨羰基天冬氨酸和磷酸（图101）。该反应是嘧啶合成途径的限速步骤。如何精确调节这第十章 调节机制 如同机动车交通，用信号调节代谢途径流动效率更高。CTP 是一个多步骤反应的最终产物。 CTP 抑制限速步骤催化酶（即天冬氨酸-氨基甲酰转移酶 ATCase）活性能够控制这个代谢途 径。 为了在合适的时间和地点发挥作用，必须调节酶的活性。这种调节对于协调生物体内一 直发生的大量生化过程而言是必需的。酶活性的调节方式主要有五种。 1. 变构控制。变构蛋白质含有独特的调节位点和多个活性位点。信号小分子与调节位点的 结合是控制这些酶蛋白活性的主要手段。而且，变构蛋白有协同性：一个活性位点的活 性会影响其它活性位点。因此有变构控制能力的蛋白质也是信息转导分子：能够将信号 分子或同一酶蛋白活性位点的信息传递给蛋白质，调节酶蛋白活性。本章介绍研究最深 入的变构蛋白，即天冬氨酸-氨基甲酰转移酶（ATCase）。该酶催化嘧啶合成途径的第一 步反应，即氨基甲酰转移给天冬氨酸的化学反应。这个酶受该途径终产物 CTP 的反馈抑 制。在第 7 章我们已经介绍了一种变构蛋白（即运送氧气的血红蛋白）。 2. 酶的多重形式。同功酶（isozyme，isoenzyme）是在不同位置或时间调节酶活性的另一 种形式。同功酶是同一生物体内存在的催化同一反应的同源酶，它们之间在结构上稍有 差异，但是催化反应的 Km 和 Vmax，以及调节特性差异显著。通常同功酶随表达的时 间、地点和发育状态而改变。 3. 可逆共价修饰。有很多酶共价连接一个基团后催化活性显著改变，最常见的修饰基团是 磷酸。ATP 作为这些修饰反应的磷酸供体，催化的酶是蛋白激酶。蛋白磷酸酯酶负责删 除蛋白质的磷酸基团。本章介绍蛋白激酶的结构、特异性和活性调节。PKA 是真核生物 广泛存在的蛋白激酶，能够调节不同的目标蛋白质。 4. 蛋白裂解活化。有些调节使酶蛋白活性能够来回变化，使之处于有活性和无活性两种状 态。还有一种调节方式是酶蛋白活性不可逆转地激活。只要水解少数几个肽键甚至一个 肽键就能够酶激活的蛋白质称为酶原(zymogen, or proenzyme)。这种机制能够产生消化 酶如胰凝乳蛋白酶、胰蛋白酶、和胃蛋白酶。血液凝固就是酶原激活的级联反应。特异 抑制蛋白与分子靶标不可逆结合关闭凝血过程。 5. 酶量控制。调节酶量也是调节酶活性的一种方法。通常在转录水平进行这种调节。在 31 章我们将介绍这种调节模式。 下面，我们首先介绍天冬氨酸-氨基甲酰转移酶，一种变构调节的蛋白质。 10.1 天冬氨酸-氨基甲酰转移酶是一种变构调节酶，受该途径终端产物抑制。 天冬氨酸-氨基甲酰转移酶催化嘧啶合成的第一步，天冬氨酸和氨基羧酸磷酸缩合形成 N-氨羰基天冬氨酸和磷酸（图 10.1）。该反应是嘧啶合成途径的限速步骤。如何精确调节这