
【化】 catalytic subunit
catalyze
【化】 catalysis
【醫】 catalysis; catalyze
【化】 subunit
催化亞基(catalytic subunit)是酶分子中直接參與催化反應的功能性結構單元,與其對應的調節亞基(regulatory subunit)共同構成全酶複合物。在生物化學領域,該術語特指具有催化活性的蛋白質亞基,通過結合底物、降低反應活化能來加速特定生化反應。例如,蛋白激酶A(PKA)的催化亞基C可将ATP的γ-磷酸基團轉移至靶蛋白的絲氨酸/蘇氨酸殘基,這一機制在細胞信號轉導中起關鍵作用。
從分子結構分析,催化亞基通常包含高度保守的活性位點,如ATP結合口袋或底物識别域。X射線晶體學研究顯示,哺乳動物細胞周期蛋白依賴性激酶(CDK)的催化亞基具有典型的β-折疊核心結構,這種構象對維持催化效率至關重要。與調節亞基的動态結合可使催化亞基在活性與非活性狀态間轉換,此特性被廣泛應用于藥物研發,如抗癌藥物Palbociclib正是通過特異性抑制CDK4/6催化亞基發揮作用。
權威文獻表明,催化亞基的功能異常與多種疾病相關。2023年《自然》期刊研究指出,DNA聚合酶δ催化亞基POLD1的突變可導緻基因組不穩定,這一發現為癌症早期診斷提供了新靶點。而《生物化學年鑒》最新綜述則系統闡述了G蛋白偶聯受體激酶(GRK)催化亞基在心血管疾病中的調控網絡。
參考資料:
催化亞基是酶或蛋白質複合體中具有催化功能的亞基單元,其作用與調節亞基共同維持酶的活性調控。以下是詳細解釋:
基本定義
催化亞基指多聚體酶分子中直接負責催化反應的亞基。它與調節亞基共同構成全酶,其中催化亞基的活性受調節亞基控制(例如通過變構效應)。
結構與功能特點
與調節亞基的協同作用
催化亞基單獨存在時可能無活性,需與調節亞基結合形成全酶才能發揮作用。例如I類磷酸肌醇3-激酶中,p110催化亞基需與p85調節亞基結合以實現功能調控。
典型實例
生物學意義
催化亞基的存在使酶活性可通過亞基組合靈活調控,這種模塊化結構在細胞信號傳導(如PKA通路)和基因表達(如RNA合成)中至關重要。
擴展閱讀:亞基一般指蛋白質四級結構中的獨立多肽鍊單位,通過非共價鍵組裝成功能複合體。
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