結構生物化學/酶調節/腺苷酸化

Fic結構域對小GTP酶的腺苷酸化和腺苷酸化GTP酶的結構

腺苷酸化是AMP與蛋白質側鏈的共價連線。已知它有兩個功能：一是作為穩定的翻譯後修飾，二是產生有效的離去基團，在利用ATP磷酸酐鍵水解的自由能來使熱力學上不利的總反應發生的機制中。

谷氨醯胺合成酶的活性受腺苷酸化調節，谷氨醯胺合成酶是氮代謝中起關鍵作用的酶。腺苷酸化的速率取決於谷氨醯胺與α-酮戊二酸的比例。低比例表明細胞氮充足，而高比例表明氮供應有限，需要谷氨醯胺合成酶固定氨。

谷氨醯胺合成酶的腺苷酸化是由腺苷醯基轉移酶催化的，它涉及谷氨醯胺合成酶中酪氨酸殘基的羥基與AMP核苷酸的磷酸基團之間的磷酸二酯鍵。腺苷醯基轉移酶和稱為PII的調節蛋白的複合物，可以以未修飾的PII（也稱為P_A）和尿苷醯化的PII-UMP（也稱為P_D）的形式存在，分別導致AMP分子連線到谷氨醯胺合成酶或從谷氨醯胺合成酶上移除。

PII與腺苷醯基轉移酶的複合物催化AMP分子連線到谷氨醯胺合成酶，形成腺苷酸化谷氨醯胺合成酶，該酶失活。另一方面，PII-UMP與腺苷醯基轉移酶的複合物啟用脫腺苷酸化，並從谷氨醯胺合成酶中去除AMP，產生脫腺苷酸化谷氨醯胺合成酶，該酶是活性的。當谷氨醯胺與α-酮戊二酸的比例較高時，更多的谷氨醯胺合成酶單體被腺苷酸化，從而產生較低的活性。較低的比例導致更少的單體被腺苷酸化，以及谷氨醯胺合成酶的較高活性。

腺苷酸化是放大訊號的重要調節形式，例如血液凝固和糖原代謝的控制。由於腺苷酸化是酶級聯反應，因此更容易進行變構控制，因為每種酶都可以成為調節的目標。這對細胞的氮代謝非常重要，因為它創造了許多調節位點，使細胞能夠微調其氮的產生。

參考文獻

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