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抑制乙酰 ’()羧化酶磷酸化 "脫磷酸抑制 "激活谷氨酰胺合成酶（大腸桿菌）腺苷化 "脫腺苷抑制 "激活黃嘌呤氧化（脫氫）酶 —*$ " —*—*—脫氫 "氧化 !!細(xì)胞內(nèi)存在著多種蛋白激酶，通過磷酸化和脫磷酸化反應(yīng)修飾其底物蛋白，在調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中均起著十分重要的作用。如催化絲氨酸或蘇氨酸殘基磷酸化的酶（統(tǒng)稱為絲氨酸 "蘇氨酸蛋白小型噴霧干燥機(jī)激酶）和催化酪氨酸殘基磷酸化的酶（統(tǒng)稱為酪氨酸蛋白激酶）可分別將 )+,分子中的 !磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移至特定的蛋白分子底物絲氨酸 "蘇氨酸 "酪氨酸殘基的羥基上，使其磷酸化而改變?cè)摰鞍椎幕钚�。與此相對(duì)應(yīng)的，細(xì)胞內(nèi)亦存在著多種絲氨酸 "蘇氨酸蛋白磷酸酶（ -./01. " 23/.(101. 4/(2.01 43(-43525-.）和蛋白酪氨酸磷酸酶（26/(-01. 4/(2.01 43(-43(25-.），它們可將相應(yīng)的磷酸基團(tuán)移去（見第十九章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)）。酶的化學(xué)修飾如變構(gòu)調(diào)節(jié)一樣，也是機(jī)體物質(zhì)代謝的快速調(diào)節(jié)的一種重要方式。 !!肌糖原磷酸化酶有兩種形式，即無活性的磷酸化酶 #和有活性的磷酸化酶 5。磷酸化酶 #是二聚體，相對(duì)分子質(zhì)量約為 78 999。它在磷酸化酶 #激酶的催化下，每個(gè)亞基從 )+,接受一個(gè)分子的 !磷酸基團(tuán)而轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿峄?5，后者具有高活性。兩分子磷酸化酶 5二聚體可再聚合成活性較低的（低于高活性的二聚體）磷酸化酶 5四聚體（圖 :: ;）。圖 :: ;!肌肉磷酸化酶的酶促化學(xué)修飾作用 ! !酶促化學(xué)修飾的特點(diǎn)： ! ! :<共價(jià)修飾 !絕大多數(shù)酶促化學(xué)修飾的酶都具有無活性（或低活性）與有活性（或高活性）兩種形式。
它們之間的正逆兩向互變反應(yīng)由不同的酶催化，均發(fā)生共價(jià)變化，而催化這互變反應(yīng)的酶又受機(jī)體其他調(diào)節(jié)物質(zhì)（包括激素等）的調(diào)控，酶促化學(xué)修飾往往是在激素的作用下進(jìn)行的。 ! !=<級(jí)聯(lián)放大效應(yīng) !由于化學(xué)修飾是酶促反應(yīng)，故有瀑布式逐級(jí)放大效應(yīng)。少量的調(diào)節(jié)因素就可使大量的酶分子發(fā)生化學(xué)修飾。因此，這類反應(yīng)的催化效率常較變構(gòu)調(diào)節(jié)高。 第十一章 !物質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)"!!! !"#耗能少 !磷酸化與脫磷酸是常見的酶促化學(xué)修飾反應(yīng)。一分子亞基發(fā)生磷酸化常需消耗一分子 $%&，這與合成酶蛋白所消耗的 $%&相比，顯然少得多；同時(shí)酶促化學(xué)修飾又有放大效應(yīng)，因此，這種調(diào)節(jié)方式更為經(jīng)濟(jì)有效。 ! !’#按需調(diào)節(jié) !此種調(diào)節(jié)同變構(gòu)調(diào)節(jié)一樣，均按生理需要來進(jìn)行。如前述的肌糖原磷酸化酶的化學(xué)修飾過程中，在餐后，因血糖濃度增高，肝細(xì)胞無需通過糖原的分解來調(diào)節(jié)血糖濃度，則磷酸化酶 (在磷酸化酶 (磷酸酶的催化下即水解脫去磷酸基而轉(zhuǎn)變成無活性的磷酸化酶 )，從而減弱或停止糖原的分解。 !!綜上所述，酶促化學(xué)修飾與變構(gòu)調(diào)節(jié)是體內(nèi)調(diào)節(jié)代謝速率和方向的兩種方式。對(duì)某一種酶來說，它可以同時(shí)接受這兩種方式的調(diào)節(jié)。如，二聚體糖原磷酸化酶存在磷酸化位點(diǎn)，且每個(gè)亞基都有催化部位和調(diào)節(jié)部位，因此，在受化學(xué)修飾的同時(shí)也可由 $*&變構(gòu)激活，并受 $%&變構(gòu)抑制。
細(xì)胞中同一種酶受化學(xué)修飾和變構(gòu)雙重調(diào)節(jié)的意義可能在于：變構(gòu)調(diào)節(jié)是細(xì)胞的一種基本調(diào)節(jié)機(jī)制，它對(duì)于維持代謝物和能量平衡具有重要作用，但當(dāng)效應(yīng)劑濃度過低，不足以與全部酶分子的調(diào)節(jié)部位結(jié)合時(shí)，就不能動(dòng)員所有的酶發(fā)揮作用，難以發(fā)揮應(yīng)激效應(yīng)。當(dāng)在應(yīng)激狀態(tài)下，隨著腎上腺素的釋放，通過 +$*&，啟動(dòng)一系列的級(jí)聯(lián)酶促化學(xué)修飾反應(yīng)，就可以迅速有效地滿足機(jī)體的急需。三、細(xì)胞內(nèi)酶含量的調(diào)節(jié) !!生物體除通過改變酶分子的結(jié)構(gòu)來調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)原有酶的活性快速適應(yīng)需要外，還可通過改變酶的合成或降解速率以控制酶的絕對(duì)含量來調(diào)節(jié)代謝。從最簡(jiǎn)單到最復(fù)雜的各種有機(jī)體都可根據(jù)對(duì)酶需要的情況開啟或關(guān)閉合成酶蛋白的基因，同時(shí)控制酶降解的速率。此過程耗能，所需時(shí)間較長(zhǎng)，因此酶含量的調(diào)節(jié)屬遲緩調(diào)節(jié)。 !!（一）酶蛋白合成的誘導(dǎo)與阻遏 !!酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，酶的合成也就是蛋白質(zhì)的合成。有關(guān)影響蛋白質(zhì)合成的因素詳見第十四章。本節(jié)主要介紹酶蛋白的誘導(dǎo)與阻遏調(diào)節(jié)。酶的底物或產(chǎn)物、藥物以及激素等都可以影響酶蛋白的合成。一般將增加酶蛋白合成的化合物稱為誘導(dǎo)劑（,-./+01），減少酶蛋白合成的化合物稱為阻遏劑（ 102103341）。誘導(dǎo)劑和阻遏劑影響酶蛋白合成可發(fā)生在轉(zhuǎn)錄水平或翻譯水平，以轉(zhuǎn)錄水平較常見。這種調(diào)節(jié)作用需通過蛋白質(zhì)生物合成的各個(gè)環(huán)節(jié)，故需一定時(shí)間才出現(xiàn)相應(yīng)效應(yīng)。但一旦酶蛋白被誘導(dǎo)合成，即使除去誘導(dǎo)劑，酶仍能保持活性，直至酶蛋白被完全降解。因此，這種調(diào)節(jié)效應(yīng)出現(xiàn)遲緩但持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。
! !5#底物對(duì)酶合成的誘導(dǎo)作用 !!生物界普遍存在著酶的底物可誘導(dǎo)該酶合成的現(xiàn)象。例如，食物消化吸收后，血中多種氨基酸濃度的增加，可誘導(dǎo)氨基酸分解酶體系中關(guān)鍵酶（如蘇氨酸脫水酶和酪氨酸轉(zhuǎn)氨酶）的合成而降解和轉(zhuǎn)化氨基酸。又如，若鼠的飼料中酪蛋白含量從 67增至 897，則鼠肝中的精氨酸酶的活性可增加 : ;"倍。這種誘導(dǎo)作用對(duì)于維持體內(nèi)代謝的平衡具有一定的生理意義（詳見第十五章基因表達(dá)的調(diào)控）。高等動(dòng)物體內(nèi)，因存在激素的調(diào)節(jié)作用，底物誘導(dǎo)作用不如微生物體內(nèi)重要。 ! !:#產(chǎn)物對(duì)酶合成的阻遏作用 !!在肝和骨髓中，作為中間產(chǎn)物的 8!羥膽固醇可強(qiáng)烈抑制膽固醇合成途徑的關(guān)鍵酶 <*=>4$還原酶的活性。而其終產(chǎn)物膽固醇則主要抑制 <*=>4$還原酶的生物合成。這表明一條代謝通路的產(chǎn)物不但可通過變構(gòu)調(diào)節(jié)直接抑制酶系中的關(guān)鍵酶，有時(shí)還可阻遏這些酶的合成。 ! !"#激素對(duì)酶合成的誘導(dǎo)作用 !!胰島素除可增強(qiáng)肝 <*=>4$還原酶的活性外，還可誘導(dǎo)肝 <*=>4$還原酶的合成而促進(jìn)肝合成膽固醇；胰高血糖素和糖皮質(zhì)激素降低 <*=>4$還原酶活性以減少膽固醇合成。這表明激素是高等動(dòng)物體內(nèi)影響酶合成的最重要的調(diào)節(jié)因素。 ! !’#藥物對(duì)酶合成的誘導(dǎo)作用 !!肝細(xì)胞微粒體中單加氧酶等藥物代謝酶是催化許多藥物和毒物在肝內(nèi)進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化的酶，可被其底 #"!第二篇 !物質(zhì)代謝物誘導(dǎo)合成，從而促進(jìn)藥物本身或其他藥物的氧化失活，這對(duì)防止藥物或毒物的中毒和累積有著重要的意義。
!!（二）酶蛋白降解的調(diào)控 !!改變酶蛋白的降解速率也能調(diào)節(jié)胞內(nèi)酶（ "#$%"#&’("）的含量，從而達(dá)到調(diào)節(jié)酶活性的作用。溶酶體的蛋白水解酶可催化酶蛋白的降解。因此，凡能改變蛋白水解酶活性或蛋白水解酶在溶酶體內(nèi)分布的因素，都可間接地影響酶蛋白的降解速率。除溶酶體外，細(xì)胞內(nèi)還存在蛋白酶體，由多種蛋白水解酶組成，當(dāng)待降解的酶蛋白與泛素結(jié)合而被泛素化即可使該酶蛋白迅速降解。目前認(rèn)為，通過酶蛋白的降解來調(diào)節(jié)酶含量遠(yuǎn)不如酶蛋白合成的誘導(dǎo)和阻遏重要。第二節(jié) !激素對(duì)物質(zhì)代謝的調(diào)節(jié) !!激素是一類由特定的細(xì)胞合成并分泌的化學(xué)物質(zhì)，它隨血液循環(huán)至全身，作用于特定的靶組織或靶細(xì)胞（)*+,") -"..），引起細(xì)胞物質(zhì)代謝沿著一定的方向進(jìn)行而產(chǎn)生特定生物學(xué)效應(yīng)。不同激素作用于不同的組織或細(xì)胞，產(chǎn)生不同的生物學(xué)效應(yīng)，也可產(chǎn)生部分相同的生物學(xué)效應(yīng)。同一激素可以使某些代謝反應(yīng)加強(qiáng)，而使另一些代謝反應(yīng)減弱，從而適應(yīng)整體的需要。對(duì)于每一個(gè)細(xì)胞來說，激素是外源性調(diào)控信號(hào)，而對(duì)于機(jī)體整體而言，它仍然屬于內(nèi)環(huán)境的一部分。通過激素來控制物質(zhì)代謝是高等動(dòng)物體內(nèi)代謝調(diào)節(jié)的一種重要方式。 !!激素能對(duì)特定的組織或細(xì)胞發(fā)揮作用，是由于該組織或細(xì)胞具有能特異識(shí)別和結(jié)合相應(yīng)激素的受體（+"-"/)%+）。按激素受體在細(xì)胞的部位不同，可將激素分為膜受體和細(xì)胞內(nèi)受體激素。有關(guān)激素對(duì)細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)作用見第十九章，細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。第三節(jié) !整體水平的代謝調(diào)節(jié) !!人類生活在變化的環(huán)境中，必須具有適應(yīng)能力。
為了適應(yīng)外界環(huán)境的變化，機(jī)體可通過神經(jīng)體液途徑對(duì)其物質(zhì)代謝進(jìn)行調(diào)節(jié)，及時(shí)滿足能量的需要并維持內(nèi)環(huán)境的恒定�，F(xiàn)以應(yīng)激、饑餓和糖尿病為例簡(jiǎn)要說明整體物質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)。一、應(yīng)激狀態(tài)下的代謝調(diào)節(jié) !!應(yīng)激（0)+"00）是人體受到一些諸如創(chuàng)傷、劇痛、凍傷、缺氧、中毒、感染，以及劇烈情緒激動(dòng)等異乎尋常的刺激所作出一系列反應(yīng)的“緊張狀態(tài)”。應(yīng)激伴有一系列神經(jīng)體液的改變，包括交感神經(jīng)興奮、腎上腺髓質(zhì)和皮質(zhì)激素分泌增加，血漿胰高血糖素和生長(zhǎng)激素水平升高、胰島素水平降低等。引起糖、脂肪和蛋白質(zhì)等物質(zhì)代謝發(fā)生相應(yīng)變化，總的特點(diǎn)是分解增加，合成減少（圖 11 2）。 !!（一）糖代謝的變化 !!應(yīng)激時(shí)，糖代謝變化的主要表現(xiàn)為高血糖�？崭寡浅� 345675482 ((%. 9:（16; 712; (, 9$:），應(yīng)激時(shí)由于兒茶酚胺、胰高血糖素、生長(zhǎng)激素、腎上腺糖皮
