結構生物化學/蛋白質功能/別構調節
別構調節是指調節劑與酶或蛋白質的活性位點以外的位點結合，從而調節酶或蛋白質活性的過程。因此，它會導致活性位點的形狀發生改變，並阻止底物的結合。這樣，酶的活性就會受到影響。“別構”一詞來自希臘語“allo”，意思是“其他”；“steric”意思是“空間”。別構調節的例子包括下游產物的反饋、上游底物的正向反饋。別構蛋白是一種具有多個配體結合位點的蛋白質，因此在一個位點的配體結合會影響另一個位點的配體結合，這被稱為協同結合。
我們知道，酶可以在活性構象和非活性構象之間轉換。在調節劑（例如抑制劑）的存在下，可用於自由結合底物的酶較少。然而，當抑制劑釋放後，酶會恢復到原來的形狀，活性位點就會可用於底物結合並形成產物。底物與活性位點形成弱鍵，結合的特異性取決於原子的精確排列。
在細胞中，別構酶（通常有兩個或多個亞基）可以在活性形式和非活性形式之間振盪。根據酶所處的狀態，調節劑可以用來穩定酶的構象；啟用劑在調節位點的結合可以穩定別構酶的活性形式，而抑制劑的結合則穩定酶的非活性形式。別構酶的亞基以一種方式相互配合，即一個亞基的構象變化會傳遞到所有其他亞基。透過這種相互作用，一個單一的啟用劑或抑制劑分子與一個調節位點結合，會影響所有亞基的活性位點。在細胞中，啟用劑和抑制劑在低濃度下會解離，然後使酶再次振盪。調節劑的這種波動會導致細胞酶活性發生複雜的反應模式。一個例子是ATP水解產物，它們在平衡合成代謝和分解代謝途徑之間的流量中起主要作用，這取決於它們對關鍵酶的影響。例如，ATP以別構方式與多種分解代謝酶結合，從而降低了它們對底物的親和力，並抑制了它們的活性，而ADP則作為同種酶的啟用劑。因此，如果ATP的生成落後於消耗，ADP就會積累，啟用這些關鍵酶，加速分解代謝，產生更多ATP。然而，如果供應超過需求，當ATP分子積累並結合到酶上，抑制它們時，分解代謝會減緩。以這種方式，別構酶控制著代謝途徑中關鍵反應的速率。
- 所有酶都必須受到嚴格的調節，才能執行生命中必不可少的化學反應。
當酶可以來回切換非活性形式和活性形式時，活性形式並不真正穩定，並不總是準備好讓底物結合。協同性是指一個底物與一個亞基的一個活性位點（當酶處於活性形式時）結合，會觸發並“鎖定”所有其他亞基的活性形式，從而使酶的活性形式穩定，使更多底物能夠結合到其他亞基的其他活性位點。
有兩種模型描述並解釋了配體的協同結合。第一種模型是協同模型（MWC模型），它指出蛋白質只存在兩種可能的形態。它要麼是T（緊張）狀態，要麼是R（鬆弛）狀態。新增配體的過程會將蛋白質從T狀態轉移到R狀態。在血紅蛋白的例子中，脫氧形式處於T狀態，但氧配體新增到蛋白質的活性位點，會將血紅蛋白轉移到氧合形式，對應於R狀態。
對於T狀態，因為它處於“脫氧”狀態，親和力（配體與蛋白質結合的能力）較低，因此需要高濃度的氧氣才能達到飽和。因為R狀態處於完全氧合狀態，它對氧氣的親和力更高，能夠與蛋白質結合。然而，該模型只會處於T狀態或R狀態，否則就不會具有協同性。
第二種模型是順序模型，它指出將配體新增到活性位點的過程不會完全將T模型轉換為R模型。在血紅蛋白的例子中，當蛋白質的三個活性位點被氧配體佔據時，血紅蛋白分子與氧氣的結合能力要強得多（約為3倍），與脫氧模型相比。這兩種模型各有優缺點；同時使用這兩種模型是進行精確分析的最佳方法。別構酶不遵循米氏方程。圖形看起來像“s”形，這表明反應的速度取決於底物的濃度。
反饋抑制是指合成代謝途徑鏈中的一個最終產物成為一個抑制劑，它與產生該最終產物的第一個酶的別構位點結合，並影響酶的形狀。因此，該酶不再能夠在其活性位點結合底物。然後，代謝途徑就會關閉，不再產生與抑制劑相同的最終產物，該抑制劑與別構位點結合。這可以作為一種代謝控制方法。
在上圖中，底物首先附著在酶1的活性位點，活性位點將底物轉變為與酶2的活性位點相同的形狀。這種轉換會一直持續，直到底物轉變為產物。反饋抑制從產物與酶1的別構位點結合開始，改變了酶1的活性位點的形狀。由於酶1的活性位點發生了變化，以前與酶1結合的底物將無法再與酶結合。其他型別的底物可能能夠與改變的酶1結合，但可能無法與酶2的活性位點結合。
反饋抑制通常發生在生物體的細胞中，這種抑制控制著細胞內的化學反應。此外，它也存在於氨基酸和膽固醇的合成中。
在氨基酸中，生物合成途徑受反饋抑制的調節，其中參與反應的酶之一受到最終產物的別構抑制。如果合成反應產生了過多的產物，反饋抑制可以用來停止合成反應。例如，隨著大腸桿菌中的谷氨醯胺合成酶不斷增加，累積的反饋抑制會與酶的別構位點結合，從而改變酶的構象，因此無法合成谷氨醯胺。
Berg, Jeremy, Lubert Stryer, and John l. Tymoczko. Biochemistry, 6th Edition.
Cherrr, Mastering Biology, 1st edition