西综笔记-生物化学-代谢的整合与调节

一、酶活性调节的两大类型

快速调节 vs 缓慢调节

快速调节改变酶活性

快速调节（秒级 / 分钟级起效）

通过改变酶的空间构象或共价结构，快速改变酶活性，包括：

1.变构调节（别构调节）

机制：小分子配体（如代谢产物）与酶非活性中心位点结合，诱导酶构象改变，从而激活或抑制酶活性。

特点：无共价修饰，调节过程无放大效应（因无酶促级联反应）。

举例：ATP/AMP 对磷酸果糖激酶 - 1 的变构调节。

2.化学修饰调节

机制：酶蛋白氨基酸残基（如丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸）在其他酶催化下发生可逆共价修饰，常见形式为磷酸化 / 去磷酸化（占 80% 以上），其次为乙酰化、腺苷化等。

特点：有共价键变化，调节过程通过酶促级联放大，具有显著放大效应（如肾上腺素通过磷酸化级联放大信号）。

属于化学修饰的调节方式

磷酸化 / 去磷酸化：最常见，如糖原磷酸化酶的磷酸化激活。

乙酰化 / 去乙酰化：如组蛋白乙酰化调节基因表达（近年热点）。

腺苷化 / 去腺苷化：如大肠杆菌谷氨酰胺合成酶的腺苷化修饰。

-SH 与 - S-S - 互变：如巯基酶的氧化还原调节（如谷胱甘肽对酶活性的影响）。

▍易混淆的非化学修饰现象

酶变性失活：强酸、高温等破坏酶结构，属于不可逆损伤，非调节方式。

辅酶结合：如酶与辅酶结合形成全酶，属于组装过程，无共价键变化。

变构调节：小分子与酶别构位点结合改变构象，无共价修饰。

★共同点：均属于快速调节，通过改变酶分子结构调节活性，不涉及酶的合成 / 降解。

▍缓慢调节（小时 / 天级起效）

通过调控酶蛋白的合成或降解改变酶的含量，起效较慢，包括：

酶合成调节：诱导合成（如药物诱导肝药酶）或阻遏合成（如产物反馈阻遏关键酶基因转录）。

酶降解调节：通过泛素 - 蛋白酶体途径等降解酶蛋白（注意：泛素化属于降解途径，不属于化学修饰）。

二、草酰乙酸的代谢去路

 三羧酸循环的核心枢纽分子

▍可直接生成的物质

柠檬酸：与乙酰 CoA 在柠檬酸合酶催化下生成，启动三羧酸循环。

天冬氨酸：经谷草转氨酶（AST）催化，通过转氨基作用生成，参与氨基酸代谢及糖异生（线粒体草酰乙酸以天冬氨酸形式转运至胞质）。

苹果酸：在苹果酸脱氢酶作用下生成，参与线粒体 - 胞质间草酰乙酸的转运（苹果酸 - 天冬氨酸穿梭）及三羧酸循环逆反应。

▍不能直接生成的物质

乙酰乙酸（酮体）：

酮体（乙酰乙酸、β- 羟丁酸、丙酮）由脂肪酸 β- 氧化产生的乙酰 CoA在肝内合成。

草酰乙酸仅参与乙酰 CoA 的代谢（如合成柠檬酸），但无法直接转化为酮体。

三、关键酶的核心作用

决定速度、方向的 “瓶颈酶”

决定代谢途径的速度

关键酶通常催化代谢途径的第一步反应或分支点反应，因其活性最低、反应速度最慢，成为整个途径的 “限速步骤”。

例：糖酵解的限速酶为磷酸果糖激酶 - 1，其活性高低直接决定糖酵解的速率。

决定代谢途径的方向

关键酶多催化单向反应或非平衡反应，其活性变化可改变代谢流向。

例：丙酮酸激酶催化糖酵解的单向反应（丙酮酸→磷酸烯醇式丙酮酸），其活性抑制可推动糖异生方向。

常见误区澄清

❌ 别构调节的酶不决定反应类型（反应类型由酶的催化功能决定，如转氨酶决定转氨基反应）。

❌ 化学修饰的酶不决定反应部位（代谢部位由酶的亚细胞定位决定，如线粒体酶 vs 胞质酶）。

备考建议：

对比记忆：变构调节与化学修饰的区别（共价键、放大效应）是高频考点，需结合实例强化。

代谢网络：草酰乙酸作为三羧酸循环核心，需串联糖、脂、氨基酸代谢通路，明确其枢纽作用。

真题陷阱：注意区分 “化学修饰” 与 “酶变性”“辅酶结合” 等易混概念，近年常以具体反应形式考查。