《生物化學(xué)與分子生物學(xué)》 (五)糖酵解的調(diào)節(jié)

正常生理?xiàng)l件下，人體內(nèi)的各種代謝受到嚴(yán)格而精確的調(diào)節(jié)，以滿(mǎn)足機(jī)體的需要，保持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。這種控制主要是通過(guò)調(diào)節(jié)酶的活性來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在一個(gè)代謝過(guò)程中往往催化不可逆反應(yīng)的酶限制代謝反應(yīng)速度，這種酶稱(chēng)為限速酶。糖酵解途徑中主要限速酶是己糖激酶(HK)，磷酸果糖激酶-1(PFK-1)和丙酮酸激酶(PK)。

1.激素的調(diào)節(jié)

胰島素能誘導(dǎo)體內(nèi)葡萄糖激酶、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶的合成，因而促進(jìn)這些酶的活性，一般來(lái)說(shuō)，這種促進(jìn)作用比對(duì)限速酶的變構(gòu)或修飾調(diào)節(jié)慢，但作用比較持久。

2.代謝物對(duì)限速酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)

上述三個(gè)限速酶中，起決定作用的是催化效率最低的酶PFK-1。其分子是一個(gè)四聚體形式，不僅具有對(duì)反應(yīng)底物6-磷酸果糖和ATP的結(jié)合部位，而且尚有幾個(gè)與別位激活劑和抑制劑結(jié)合的部位，6-磷酸果糖、1，6二磷酸果糖、ADP和AMP是其激活劑，而ATP、檸檬酸等是其抑制劑，ATP既可作為反應(yīng)底物又可作為抑制劑，其原因在于：此酶一個(gè)是與作為底物的ATP結(jié)合位點(diǎn)，另一個(gè)是與作為抑制劑的ATP結(jié)合位點(diǎn)，兩個(gè)位點(diǎn)對(duì)ATP的親和力不同，與底物的位點(diǎn)親和力高，抑制劑作用的位點(diǎn)親和力低。對(duì)ATP有兩種結(jié)合位點(diǎn)，這樣，當(dāng)細(xì)胞內(nèi)ATP不足時(shí)，ATP主要作為反應(yīng)底物，保證酶促反應(yīng)進(jìn)行，而當(dāng)細(xì)胞內(nèi)ATP增多時(shí)，ATP作為抑制劑，降低了酶對(duì)6-磷酸果糖的親和力。

它在體內(nèi)也是由6-磷酸果糖磷酸化而成，但磷酸化是在C2位而不是C4位，參與的酶也是另一個(gè)激酶，磷酸果糖激酶-2(PFK-2)。

2，6－二磷酸果糖可被二磷酸果糖磷酸酶-2去磷酸而生成6-磷酸果糖，失去其調(diào)節(jié)作用。2，6－二磷酸果糖的作用在于增強(qiáng)磷酸果糖激酶-1對(duì)6-磷酸果糖的親和力和取消ATP的抑制作用(圖4－3)。

圖4-3 胰島素濃度升高對(duì)肝細(xì)胞內(nèi)2，6-二磷酸果糖濃度的影響

臨床上丙酮酸激酶異常，可導(dǎo)致葡萄糖酵解障礙，紅細(xì)胞破壞出現(xiàn)溶血性貧血。