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级联系统调控糖原分解示意图 意义：由于酶的共价修饰反应是酶促反应，只要有少量信号分子（如激素）存在，即可通过加速这种酶促反应，而使大量的另一种酶发生化学修饰，从而获得放大效应。这种调节方式快速、效率极高。 肾上腺素或胰高血糖素 1、腺苷酸环化酶（无活性） 腺苷酸环化酶（活性） 2、ATP cAMP R、cAMP 3、蛋白激酶（无活性） 蛋白激酶（活性） 4、磷酸化酶激酶（无活性） 磷酸化酶激酶（活性） 5、磷酸化酶 b（无活性） 磷酸化酶 a（活性） 6、糖原 6-磷酸葡萄糖 1-磷酸葡萄糖 葡萄糖 血液 ATP ADP ATP ADP 肾上腺素或胰高血糖素 1 3 2 ?102 ?104 ?106 ?108 葡萄糖 4 5 6 （极微量） （大量） 四、酶 原 的 激 活 体内合成出来的酶，有时不具有生物活性，经过蛋白水解酶专一作用后，构象发生变化，形成活性中心，变成有活性的酶。这个不具活性的蛋白质称为酶原（zymogen或proenzyme），这个过程称为酶原的激活。 该变化过程，是生物体的一种调控机制 。这种调控作用的特点是，蛋白质由无活性状态转变成活性状态是不可逆的。 实例：消化系统蛋白酶原的激活 胰蛋白酶原 胰蛋白酶 六肽 肠激酶 活性中心 胰蛋白酶原的激活示意图 胰蛋白酶原 胰蛋白酶 六肽 肠激酶 胰蛋白酶对各种胰脏蛋白酶的激活作用 胰凝乳蛋白酶原 胰凝乳蛋白酶 弹性蛋白酶原 弹性蛋白酶 羧肽酶原 羧肽酶 五、酶的多种分子形式——同工酶 概念：存在于同一种属或不同种属，同一个体的不同组织或同一组织、同一细胞，具有不同分子形式但却能催化相同的化学反应的一组酶，称之为同工酶（isoenzyme）。乳酸脱氢酶是研究的最多的同工酶。 生物学功能：?遗传的标志 ?和个体发育及组织分化密切相关 ?适应不同组织或不同细胞器在代谢上的不同需要 在各学科中的应用 乳酸脱氢酶同工酶形成示意图 多肽 亚基 mRNA 四聚体 结构基因 a b 乳酸脱氢酶同工酶电泳图谱 + – H4 MH3 M2H2 M3H M4 点样线 不同组织中LDH同工酶的电泳图谱 LDH1(H4) LDH2(H3M) LDH3(H2M2) LDH4(HM3) LDH5(M4) 心肌 肾 肝 骨骼肌 血清 - + 原点 胰蛋白酶原 胰蛋白酶 六肽 肠激酶 胰蛋白酶对各种胰脏蛋白酶的激活作用 胰凝乳蛋白酶原 胰凝乳蛋白酶 弹性蛋白酶原 弹性蛋白酶 羧肽酶原 羧肽酶 同工酶在各学科中的应用 (1) 遗传学和分类学：提供了一种精良的判别遗传标志的工具。 (2) 发育学：有效地标志细胞类型及细胞在不同条件下的分化情况，以及个体发育和系统发育的关系。 (3) 生物化学和生理学：根据不同器官组织中同工酶的动力学、底物专一性、辅助因子专一性、酶的变构性等性质的差异，从而解释它们代谢功能的差别。 （4）医学和临床诊断：体内同工酶的变化，可看作机体组织损伤，或遗传缺陷，或肿瘤分化的的分子标志。 六、抗体酶 抗体酶（abzyme）又称催化抗体（catalytic antibody）,是指通过一系列化学与生物技术方法制备出的具有催化活性的抗体，它除了具有相应免疫学性质，还类似于酶，能催化某种活化反应。 抗体与酶相似，都是蛋白质分子，酶与底物的结合及抗体与抗原的结合都是高度专一性的，但这两种结合的基本区别在于酶与高能的过度态分子向结合，而抗体则与抗原（基态分子）相结合。利用抗体能与抗原特异结合的原理可用过度态类似物作为半抗原来诱发抗体，这样产生的抗体便能特异地识别反应过程中真正的过渡分子，从而降低反应的活化能。达到催化反应的目的，这种具有催化功能的抗体就被称为催化抗体或抗体酶。 基因工程抗体酶的制备 对已产生的单抗，分析氨基酸的组成或相应基因的碱基序列，对抗体结合的部位的基因进行定位突变，在抗体结合部位换上有催化活性的氨基酸，基因工程的技术使得建立抗体基因的组合文库，并根据需要构建适当程序的基因片段成为可能。 抗体酶的筛选 在抗体酶研究中，一个不可少的步骤是在细胞融合后筛选到能分泌催化抗体的细胞克隆。一般的方法是先筛选其抗体能结合特异抗原的细胞克隆，再从纯化的抗体中筛选出有催化能力的单抗。 第六节 酶工程简介 一、化学酶工程 ?天然酶 ?固定化酶 ?化学修饰酶