一、酶活性的调节

一、酶活性的调节

（一）酶原与酶原的激活

有些酶在细胞内合成或初分泌时只是酶的无活性前体，必须在一定条件下，这些酶的前体水解一个或几个特定的肽键，致使构象发生改变，表现出酶的活性。这种无活性酶的前体称作酶原（zvmogen），酶原向酶的转化过程称为酶原的激活。酶原的激活实际上是酶的活性中心形成或暴露的过程。

胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、羧基肽酶、弹性蛋白酶在它们初分泌时都是以无活性的酶原形式存在，在一定条件下水解掉1个或几个短肽，转化成相应的酶。例如，胰蛋白酶原进入小肠后，在Ca2+存在下受肠激酶的激活，第6位赖氨酸残基与第7位异亮氨酸残基之间的肽键被切断，水解掉一个六肽，分子的构象发生改变，形成酶的活性中心，从而成为有催化活性的胰蛋白酶。

消化管内蛋白酶原的激活具有级联反应性质。胰蛋白酶原被肠激酶激活后，生成的胰蛋白酶除了可以自身激活外，还可进一步激活胰凝乳蛋白酶原、羧基肽酶原A和弹性蛋白酶原，从而加速对食物的消化过程。血液中凝血与纤维蛋白溶解系统的酶类也都以酶原的形式存在，它们的激活具有典型的级联反应性质。只要少数凝血因子被激活，便可通过瀑布式的放大作用，迅速使大量的凝血酶原转化为凝血酶，引发快速而有效的血液凝固。纤维蛋白溶解系统也是如此。

酶原的激活具有重要的生理意义。消化管内蛋白酶以酶原形式分泌，不仅保护消化器官本身不受酶的水解破坏，而且保证酶在其特定的部位与环境发挥其催化作用。此外，酶原还可以视为酶的贮存形式。如凝血和纤维蛋白溶解酶类以酶原的形式在血液循环中运行，一旦需要便转化为有活性的酶，发挥其对机体的保护作用。

（二）变构酶

生物体内许多酶也具有类似的变构现象。体内一些代谢物可以与某些酶分子活性中心外的某些部位可逆地结合，使酶发生变构并改变其催化活性。此结合部位称为变构部位（allosteric site）或调节部位（regulatory site）。对酶催化活性的这种调节方式称为变构调节（allosteric regulation）。受变构调节的酶称作变构酶（allosteric enzyme）。导致变构效应的代谢物称作变构效应剂（allosteric effector）。有时底物本身就是变构效应剂。(https://www.daowen.com)

变构酶分子中常含有多个（偶数）亚基，酶分子的催化部位（活性中心）和调节部位有的在同一亚基内，也有的不在同一亚基内。含催化部位的亚基称为催化亚基；含调节部位的亚基称为调节亚基。具有多亚基的变构酶存在着协同效应，包括正协同效应和负协同效应。如果效应剂是底物本身，则正协同效应的底物浓度曲线为S形曲线（图7-15）。

如果某效应剂引起的协同效应使酶对底物的亲和力增加，从而加快反应速度，此效应称为变构激活效应；效应剂称为变构激活剂（allosteric activator），反之，降低反应速度者称为变构抑制剂（allosteric inhihitor）。例如，ATP和柠檬酸是糖酵解途径的关键酶之一磷酸果糖激酶的变构抑制剂。这两种物质增多时，此代谢途径受到抑制，防止产物过剩；而ADP和AMP是该酶的变构激活剂，这两种物质的增多激发葡萄糖的氧化供能，增加ATP的生成。

（三）酶的共价修饰调节

酶蛋白肽链上的一些基团可与某种化学基团发生可逆的共价结合，从而改变酶的活性，这一过程称为酶的共价修饰（covdent modification）或化学修饰（chemical modification）。在共价修饰过程中，酶发生无活性（或低活性）与有活性（或高活性）两种形式的互变。这种互变由不同的酶所催化，后者又受激素的调控。酶的共价修饰包括磷酸化与脱磷酸化、乙酰化与脱乙酰化、甲基化与脱甲基化、腺苷化与脱腺苷化，以及—SH与—S—S—的互变等。其中以磷酸化修饰最为常见。酶的共价修饰是体内快速调节的另一种重要方式。