酶与催化
反馈(终产物)抑制(feedback inhibition)
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想象一条生产某种产品的工厂流水线,配有一条聪明的规则:当仓库装满时,流水线就关掉最前面那台机器。再多造原料只会白白堆积,毫无意义。细胞用的正是这一招。当一条代谢途径已经造出足够的终产物时,这个产物会反过来关闭它自己途径中一个早期的酶。这就是反馈抑制,也叫终产物抑制。
一条代谢途径是一连串由酶催化的步骤,每一步把一种分子变成下一种,直到出现有用的终产物。在反馈抑制中,终产物作为别构抑制剂,作用于途径起点附近的一个酶——通常是第一个'定向'步骤。随着产物积累,更多产物结合那个早期的酶,减慢整条途径;随着产物被消耗,它松开,途径又加速。结果是一个自我校正的回路,在不浪费的情况下把产物维持在稳定水平。
这是生物学中最优雅的控制系统之一,是负反馈的一个范例,使细胞保持平衡(稳态)。它快速、自动、可逆,并通过不过量生产来节约资源。同样的逻辑从氨基酸的合成到全身的激素调控处处可见。一个关键的微妙之处:终产物通常抑制第一步,而不是中间某一步,这样细胞就不会白费力气去造一些只能半途搁置的中间物。
细菌经五个酶促步骤合成氨基酸异亮氨酸。当异亮氨酸造得足够多时,它会结合并关闭这条链中最前面的那个酶——于是细胞停止把资源继续倾注于多造,等异亮氨酸再次变少时才恢复。
终产物关闭第一个酶——一个自我校正的'够了就停'回路。
反馈抑制通常是别构的,针对第一个'定向'步骤——而不是最后那个酶的活性位点,也不是靠销毁酶。
又称
另见