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1、酶活调节的前馈激活与反馈抑制,一、前馈与反馈的定义二、别构调节三、酶活性的反馈抑制四、酶活调节的应用举例 主讲：饶铖乐 2011年3月21日,一.前馈与反馈的定义,前馈（feedforward）和反馈（feedback）是来自电子工程学的术语，前者的意思是“输入对输出的影响”，后者的意思是“输出对输入的影响”，这里分别借用来说明底物和代谢产物对代谢过程的调节作用。这种调节可能是正调控，也可能是负调控，其调节机理是通过酶的别构效应来实现的。,1.前馈激活：是指在一反应序列中，前面的代谢产物对后面的酶起激活作用，使反应向前进行。2.反馈抑制：是指在系列反应中，终产物对反应序列前头的标兵酶发生的抑制
2、作用。,二.别构调节,当某些化合物与酶分子中的别构部位可逆地结合后，酶分子的构象发生改变，使酶活性部位对底物的结合与催化作用受到影响，从而调节酶促反应速度及代谢过程，这种效应称为别构效应。别构调节的原理在于一些酶除了活性中心以外，还含有所谓的别构中心，该中心能够结合一些特殊的配体分子（有时为底物）。当别构中心结合配体以后，酶构象发生改变，从而影响到活性中心与底物的亲和力，并最终导致酶活性发生变化。,变构效应剂+酶的调节亚基,1.变构调节的机制,酶活性的别构调节,2.别构酶,能够进行别构调节的酶称为别构酶。别构酶多为寡聚酶，含有两个或多个亚基。其分子中包括两个中心：一个是与底物结合、催化底物反应
3、的活性中心；另一个是与调节物结合、调节反应速度的别构中心。两个中心可能位于同一亚基上，也可能位于不同亚基上。在后一种情况中，存在别构中心的亚基称为调节亚基。别构酶是通过酶分子本身构象变化来改变酶的活性。,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。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。具有协同效应的酶和无协同效应的酶都可以受到别构调节。,别构酶的序变模型,别构酶的齐变模型,三.酶活性的反馈抑制,别构调节最多出现在代谢途径中的反馈抑制，它是指一条代谢途径（通常是合成代谢途径）的终产物作为别构抑制剂抑制代谢途径前面限速酶的活性，因此也被称为终产物抑
4、制。,1.酶活性的反馈调节机制,2.反馈抑制的类型,1.顺序反馈抑制：分支代谢途径中的两个末端产物，不能直接抑制代谢途径中的第一个酶，而是分别抑制分支点后的反应步骤，造成分支点上中间产物的积累，这种高浓度的中间产物再反馈抑制第一个酶的活性。2.协同反馈抑制：由两个或多个终产物产生的对一种酶的反馈抑制。两个终产物同时存在的混合物引起的抑制作用大于任何一个终产物以相同的总比浓度单独存在时所引起的抑制作用。,3.同工酶反馈抑制:同工酶是指能催化同一生化反应但酶蛋白分子结构不同的一类酶，在分支代谢途径中，如果分支点以前的一个反应是由几个同工酶催化，则分支代谢的几个终产物往往分别对这几个同工酶发生抑制作
5、用。4.累积反馈抑制：在分支代谢途径中，任何一种末端产物过量时都能对共同途径中的第一个酶起抑制作用，而且各种末端产物的抑制作用互不干扰。当各种末端产物同时过量时，它们的抑制作用是累加的。,协同反馈调节示意图,累积反馈抑制示意图 E可单独抑制20%，G可单独抑制50%，当E与G同时存在时，抑制百分比为 20%+（100%-20%)50%=60%,糖原合成酶,四.酶活性调节应用举例,G,UDPG,6-P-G,1-P-G,糖原,6-磷酸葡萄糖对糖原合成的前馈激活作用,葡萄糖,丙酮酸,羧化酶,乙酰CoA,磷酸烯醇式丙酮酸,1，6-二磷酸果糖,天冬氨酸,氨基酸,蛋白质,嘧啶核苷酸,核酸,氨甲酰天冬氨酸,磷酸烯醇式丙酮酸羧化反应的调节控制,Thank You!,
