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醫(yī)學(xué)教育網(wǎng)整理了公衛(wèi)助理醫(yī)師考試相關(guān)內(nèi)容變構(gòu)調(diào)節(jié)如下:
1.概念:
有些酶除了活性中心外,還有一個(gè)或幾個(gè)部位,當(dāng)特異性分子非共價(jià)地結(jié)合到這些部位時(shí),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(chēng)為變構(gòu)調(diào)節(jié)(allosteric regulation),受變構(gòu)調(diào)節(jié)的酶稱(chēng)變構(gòu)酶(allosteric enzyme),這些特異性分子稱(chēng)為效應(yīng)劑(effector)醫(yī)學(xué) 教育網(wǎng)原創(chuàng)。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(chēng)為催化部位(catalytic site),凡與效應(yīng)劑相結(jié)合的部位稱(chēng)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(gè)以上的底物結(jié)合位點(diǎn)。當(dāng)?shù)孜锱c一個(gè)亞基上的活性中心結(jié)合后,通過(guò)構(gòu)象的改變,可增強(qiáng)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)(positiveco operative effect)。醫(yī)|學(xué)教育網(wǎng)收集整理使其底物濃度曲線呈S形。即底物濃度低時(shí),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(qiáng),最終達(dá)到最大值Vmax.多數(shù)情況下,底物對(duì)其變構(gòu)酶的作用都表現(xiàn)正協(xié)同效應(yīng),但有時(shí),一個(gè)底物與一個(gè)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)(negativeco operative effect)。如3-磷酸甘油醛脫氫酶對(duì)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(chēng)調(diào)節(jié)亞基(或部位),效應(yīng)劑與調(diào)節(jié)亞基以非共價(jià)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。凡使酶醫(yī)學(xué)教育網(wǎng)原創(chuàng)活性增強(qiáng)的效應(yīng)劑稱(chēng)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(chēng)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(dòng)力學(xué)不符合米-曼氏酶的動(dòng)力學(xué),所以當(dāng)反應(yīng)速度達(dá)到最大速度一半時(shí)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(kāi),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(kāi)端,通過(guò)反饋抑制,可以及早地調(diào)節(jié)整個(gè)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(guò)多時(shí),通過(guò)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(shí),則可促進(jìn)糖的分解。隨時(shí)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)。