生物化學(xué)與分子生物學(xué)/酶含量調(diào)節(jié)

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除通過改變酶[[分子]]的結(jié)構(gòu)來調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)原有酶的活性外，生物體還可通過改變酶的合成或[[降解速度]]以控制酶的絕對含量來調(diào)節(jié)[[代謝]]。要升高或降低某種酶的濃度，除調(diào)節(jié)[[酶蛋白]]合成的誘導(dǎo)和[[阻遏]]過程外，還必須同時(shí)控制酶降解的速度，現(xiàn)分述如下：

===(一)酶蛋白合成的誘導(dǎo)和阻遏===

酶的[[底物]]或產(chǎn)物、[[激素]]以及藥物等都可以影響酶的合成。一般將加強(qiáng)酶合成的[[化合物]]稱為誘導(dǎo)劑(inducer)，減少酶合成的化合物稱為阻遏劑(repressor)。誘導(dǎo)劑和阻遏劑可在[[轉(zhuǎn)錄水平]]或翻譯水平影響[[蛋白質(zhì)]]的合成，但以影響[[轉(zhuǎn)錄]]過程較為常見。這種調(diào)節(jié)作用要通過一系列[[蛋白質(zhì)生物合成]]的環(huán)節(jié)，故調(diào)節(jié)效應(yīng)出現(xiàn)較遲緩。但一旦酶被誘導(dǎo)合成，即使除去誘導(dǎo)劑，酶仍能保持活性，直至酶蛋白降解完畢。因此，這種調(diào)節(jié)的效應(yīng)持續(xù)時(shí)間較長。

1.底物對酶合成的誘導(dǎo)作用　受酶[[催化]]的底物常?？梢哉T導(dǎo)該酶的合成，此現(xiàn)象在生物界普遍存在。高等動物體內(nèi)，因有激素的調(diào)節(jié)作用，底物誘導(dǎo)作用不如[[微生物]]體內(nèi)重要，但是,某些[[代謝途徑]]中的關(guān)鍵酶也受底物的誘導(dǎo)調(diào)節(jié)。例如，若鼠的[[飼料]]中[[酪蛋白]]含量從8%增至70%，則[[鼠肝]]中的[[精氨酸酶]]的活性可增加2?倍。在食物消化吸收后，血中多種[[氨基酸]]的濃度增加，氨基酸濃度的增加又可以誘導(dǎo)氨基酸分解酶體系中的關(guān)鍵酶，如[[蘇氨酸]][[脫水酶]]和[[酪氨酸]][[轉(zhuǎn)氨酶]]等酶的合成。這種誘導(dǎo)作用對于維持體內(nèi)游離氨基酸濃度的相對恒定有一定的[[生理]]意義。

2.產(chǎn)物對酶合成的阻遏　[[代謝反應(yīng)]]的終產(chǎn)物不但可通過[[變構(gòu)]]調(diào)節(jié)直接抑制酶體系中的關(guān)鍵酶或起催化起始反應(yīng)作用的酶，有時(shí)還可阻遏這些酶的合成。例如，在[[膽固醇]]的[[生物合成]]中，β－羥－β－甲基戊二酰[[輔酶A]](HMgCoA)[[還原酶]]是關(guān)鍵酶，它受膽固醇的[[反饋]]阻遏。但這種反饋?zhàn)瓒糁辉赱[肝臟]]和[[骨髓]]中發(fā)生，腸粘膜中膽固醇的合成似乎不受這種反饋調(diào)節(jié)的影響。因此攝食大量膽固醇，漿膽固醇仍有升高的危險(xiǎn)。此外，如δ-氨基-γ-[[酮戊酸]](ALA)[[合成酶]]，它是血紅素合成酶系中的起始反應(yīng)酶，它受血紅素的反饋?zhàn)瓒簟?
3.激素對酶合成的誘導(dǎo)作用　激素是高等動物體內(nèi)影響酶合成的最重要的調(diào)節(jié)因素。[[糖皮質(zhì)激素]]能誘導(dǎo)一些氨基酸[[分解代謝]]中起催化起始反應(yīng)作用的酶和糖異生途徑關(guān)鍵酶的合成，而[[胰島素]]則能誘導(dǎo)[[糖酵解]]和脂肪酸合成途徑中的關(guān)鍵酶的合成。

4.藥物對酶合成的誘導(dǎo)作用

很多藥物和毒物可促進(jìn)[[肝細(xì)胞]][[微粒體]]中單[[加氧酶]](或稱混合功能[[氧化酶]])或其他一些[[藥物代謝酶]]的誘導(dǎo)合成，從而促進(jìn)藥物本身或其他藥物的氧化[[失活]]，這對防止藥物或毒物的[[中毒]]和累積有著重要的意義。其作用的本質(zhì)，也屬于底物對酶合成的誘導(dǎo)作用。另一方面,它也會因此而導(dǎo)致出現(xiàn)[[耐藥]]現(xiàn)象。如，長期服用[[苯巴比妥]]的病人，會因苯巴比妥誘導(dǎo)生成過多的單加氧酶而使苯巴比妥藥效降低。氨甲喋呤治療[[腫瘤]]時(shí)，也可因誘導(dǎo)[[葉酸]]還原酶的合成而使原來劑量的氨甲喋呤不足而出現(xiàn)藥物失效現(xiàn)象。

===(二)酶分子降解的調(diào)節(jié)===

細(xì)胞內(nèi)酶的含量也可通過改變酶分子的降解速度來調(diào)節(jié)。[[饑餓]]情況下，精氨酸酶的活性增加，主要是由于酶蛋白降解的速度減慢所致。饑餓也可使[[乙酰輔酶]]A[[羧化酶]]濃度降低，這除了與酶蛋白合成減少有關(guān)外，還與酶分子的降解速度加強(qiáng)有關(guān)。苯巴比妥等藥物可使[[細(xì)胞色素]]b5和NADPH－細(xì)胞色素P450還原酶降解減少，這也是這類藥物使單加氧酶活性增強(qiáng)的一個(gè)原因。

酶蛋白受細(xì)胞內(nèi)[[溶酶體]]中[[蛋白水解酶]]的催化而降解，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度。有關(guān)情況尚了解不多?？傊ㄟ^酶降解以調(diào)節(jié)酶含量的重要性不如酶的誘導(dǎo)和阻遏作用。
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