结构生物化学/酶调节/腺苷酸化

Fic结构域对小GTP酶的腺苷酸化和腺苷酸化GTP酶的结构

腺苷酸化是AMP与蛋白质侧链的共价连接。已知它有两个功能：一是作为稳定的翻译后修饰，二是产生有效的离去基团，在利用ATP磷酸酐键水解的自由能来使热力学上不利的总反应发生的机制中。

谷氨酰胺合成酶的活性受腺苷酸化调节，谷氨酰胺合成酶是氮代谢中起关键作用的酶。腺苷酸化的速率取决于谷氨酰胺与α-酮戊二酸的比例。低比例表明细胞氮充足，而高比例表明氮供应有限，需要谷氨酰胺合成酶固定氨。

谷氨酰胺合成酶的腺苷酸化是由腺苷酰基转移酶催化的，它涉及谷氨酰胺合成酶中酪氨酸残基的羟基与AMP核苷酸的磷酸基团之间的磷酸二酯键。腺苷酰基转移酶和称为PII的调节蛋白的复合物，可以以未修饰的PII（也称为P_A）和尿苷酰化的PII-UMP（也称为P_D）的形式存在，分别导致AMP分子连接到谷氨酰胺合成酶或从谷氨酰胺合成酶上移除。

PII与腺苷酰基转移酶的复合物催化AMP分子连接到谷氨酰胺合成酶，形成腺苷酸化谷氨酰胺合成酶，该酶失活。另一方面，PII-UMP与腺苷酰基转移酶的复合物激活脱腺苷酸化，并从谷氨酰胺合成酶中去除AMP，产生脱腺苷酸化谷氨酰胺合成酶，该酶是活性的。当谷氨酰胺与α-酮戊二酸的比例较高时，更多的谷氨酰胺合成酶单体被腺苷酸化，从而产生较低的活性。较低的比例导致更少的单体被腺苷酸化，以及谷氨酰胺合成酶的较高活性。

腺苷酸化是放大信号的重要调节形式，例如血液凝固和糖原代谢的控制。由于腺苷酸化是酶级联反应，因此更容易进行变构控制，因为每种酶都可以成为调节的目标。这对细胞的氮代谢非常重要，因为它创造了许多调节位点，使细胞能够微调其氮的产生。

参考文献

1. Berg, Jeremy Mark. 生物化学/ Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko, Lubert Stryer. - 第 7 版。P749-750。
2. Garrett, R.H. 和 C.M. Grisham. 生物化学。第三版。加利福尼亚州贝尔蒙特：托马斯，2007 年。
3. Itzen A, Blankenfeldt W, Goody RS. 腺苷酸化：一种被遗忘的翻译后修饰的复兴。趋势生物化学科学。2011 年 4 月；36(4):221-8。Epub 2011 年 1 月 20 日。