第七章 酶的生物学酶的生物学研究在现代酶学、分子生物学研究领域中是一个十分引人注目的课题，它的目的就是要从各个方面、各个角度阐明酶和生命活动的关系，包括酶的分布、酶的生物学功能、酶的调节以及正常和异常状况下酶的变化等问题。
酶的生物学研究在现代酶学、分子生物学研究领域中是一个十分引人注目的课题，它的目的就是要从各个方面、各个角度阐明酶和生命活动的关系，
包括酶的分布、酶的生物学功能、酶的调节以及正常和异常状况下酶的变化等问题。
在酶的生物学研究中，酶是存在于生物机体中、
存在于细胞中，并作为其中的一个组成部份发挥作用的。因此这种研究必须和细胞结构、和其它酶或酶系统、和生命过程、和生物所处的条件与状态连系起来，和生物的遗传变异、和生物的进化发展连系起来加以考虑，只有这样，才能对酶和生命活动的关系有一正确的认识。
7.1 酶和细胞结构由于细胞本身在结构上就是非均一的，因此酶的分布和所处的状态也是非均一的，它们或处于,溶解,状态，或者定位于,或者结合于某特定的亚细胞结构之中．
一 细胞结构细胞在大小、形状以及亚细胞结构组成分布上可能很不相同。原核细胞一般较小，为 0.5— 500μ m3,
且亚细胞结构的分化程度较低；真核细胞较大，为
200— 15,000μm3，亚细胞结构分化清晰。真核细胞的外层一般都有一层半透性的细胞膜；在植物和细菌的细胞膜外，通常还有一层起机械作用的细胞壁。
至于细胞内的组成习惯上分为两部份：核和细胞质。
细胞质并非均一的组成物质，其中包含着多种亚细胞结构，或者说细胞器：线粒体、溶酶体、内质网、
高尔基体、过氧酶体等。
1 生物膜生物膜实际上是细胞膜 (质膜 )和亚细胞器的总称，其基本结构是镶嵌着蛋白质的双层磷脂，其间的蛋白质 (膜蛋白 )可在脂中自由侧向扩散，因此有人用流动镶嵌模型来描写生物膜的结构。磷脂的极性头通常位于双层的表面，而长的碳氢链构成疏水的层间质。当磷脂悬于水中或用超声波破碎后，一般就会自动形成密封的磷脂双层泡囊，
这一特点已用于某些重组研究。
膜蛋白可大体分为两类：
外周蛋白，它们通过次级键和膜表面极性头结合附着于膜表面，不伸入脂双层，用温和的处理 (如改变溶液的离子强度和 pH、加入金属螯合剂等 )就可将它们从膜上溶解下来；
固有蛋白，它们通过硫水键和膜结合，或者插入脂双层，或者横贯脂双层，或者埋入脂双层。一船只有采用较强烈的手段，如用去垢剂、有机溶剂、
增溶剂及磷酸酯酶等处理才能将它们从膜上溶解下来。膜蛋白占膜总重的 50一 80％。
生物膜的作用是,
(1)构筑物质透过、运转的屏障，避免外界条件的直接影响，保证细胞、细胞器的稳定与协调；
(2)将有关的蛋白质和酶定位于适当的位臵，为建立各种专一有效的酶反应系统和受体系统等提供结构基础。
2 细胞核这是细胞中最大的细胞器。核外包被着双膜，膜上有孔，它们的大小和数目因核的种类而不同，但一般排列规则，小分子，包括某些大分子可通过核膜孔运转。
细胞核是 DNA和 RNA合成的主要场所，但这些过程的进行和调节的基础是染色质。染色质是由核小体单元重复组成的高度组织化了的结构。
3 线粒体线粒体是直径约 0.3--0.7μm,长约 2--4μm的长椭圆形的细胞器。它在细胞中数以千计，高能消耗的组织则更多。它在肝细胞中约占总体积的 1／ 5，
在心肌细胞中则达 1／ 2。
线粒体具有双膜结构，外膜平滑，内膜内伸成峭,
并占线粒体膜的 75％以上。嵴是线粒体功能的担负者，产能、需能越多的组织，嵴的数目也越多。线粒体的外膜和内膜在组成和透性上显然不同，外膜通常能透过分子员达 10,000的荷电分子如 ATP等，
而内膜只能容许分子量 150以下的不荷电分子通过,
但是在内膜中还有些移位蛋白，能专一地帮助某些代谢物进行跨膜运转。
4 溶酶体溶酶体是 0.2--0.5m近圆形的细胞器，
其密度和线粒体相近。溶酶体在几乎所有的真核细胞中都存在 (但红细胞例外 )，每个细胞中 20个左右。
溶酶体可看作是细胞的消化器官。
5,内质网这是由脂蛋白膜组成的网状结构。它的大小和形态很不相同，有的呈列管状排列，有的为泡囊状，有的部位和核膜相连．有的则通接高尔基体，有的还直接开口子质膜表面。内质网在形态上可区分为沿面与粗面两种类型。
6 高尔基体它是和内质网相连的一种细胞器，其结构在某些方面类似于内质网，由一堆滑面扁平的膜泡囊组成，但膜比内质网稍厚。高尔基体的主要功能是将合成的产物进行加工包被。
7 过氧酶体它只存在于肝、肾等细胞中，是单膜包被的直径约 0.2一 0.5μ m的球状体。
与水的生成和分解有关。
二 酶 (或酶系统 )在细胞中的定位研究方法
1．酶的组织化学法步骤：
(1)将待研究的组织取出，并立即在 -100℃ 进行冰冻 ;
(2)作冰冻切片 ;
(3)用戊二醛或甲醛进行交联固定；
(4)移于载玻片上，用含有酶底物的缓冲液保温，同时采取措施防止扩散移位，例如检定碱性磷酸酯随时可采用钙盐直接将产物磷酸沉淀下来；
(5)显色，例如上述磷酸钙盐可先用硝酸钴处理，再用硫化铵处理，这样具有碱性磷酸酯酶的活性处将以黑点显示出来。
酶的组织化学法的 优点,每次可检定一种细胞类型。 缺点,很多酶不一定都能找到满意的防扩散防位移方法与显色反应；此外，
固定时还可能导致酶失效。
酶的组织化学法的 发展方向,一是和抗体反应结合。即采用带有荧光标记的、酶的专一性抗体来进行酶的定位；二是和电子显微镜技术结合，这可以揭示许多光学显微镜无法了解的细微定位。
2．差别离心分离法酶的组织化学观察可以进行酶在亚细脑结构上的定位，但是要进行定量生化分析时，还必须特各种细胞器分离开来，然后分别地进行定量测定。
(1)匀浆其目的是破坏细胞膜、释放细胞器，
要求不破坏细胞器的结构完整性和不改变相应的生化活性。
常用的方法有：高频声波破碎法、渗透介质爆破法、高速捣碎法和匀浆法。
(2)差别离心分离由于各亚细胞成份的大小、形状和密度彼此不同，因此它们可在特定的介质中通过不同的离心力场加以离心沉降而分离开来。
(3)纯度检定亚细胞器的纯度可通过生化分析法与组织化学方法检定。已知某些酶对于某特定细胞器来说是独有的或主要的，因此可以此为检定的标准之一。
纯应检定通常可能遇到的问题是：
(1)交叉污染问题，例如微粒体部份就可能包含各种来源 (如质膜 )的膜片段；当测得的活力很小时,这一点尤须注意。
(2）同工酶的存在,很多情况下,同工酶和细胞器有对应关系,例如线粒体和细胞液中都有各自的苹果酸脱氢酶、谷草转氨酶和超氧离子歧化酶等,应加以区别,
(3)膜屏障使酶在测定时无法利用底物从而造成,假阴性,,为了解决这种酶,潜伏,问题，可改用小分子底物,或者对细胞器进行某些,活化,处理。
(4)细胞器本身的非均一性。
(5)不同生物、不同组织、甚至同一组织不同部位,酶的分布可能存在差异。
三 各细胞器中酶的分布有的研究结果表明，细胞器间存在着一定的分工，各细胞器往往集中着它们各自特征的酶系统，但不排斥其它细胞器也可能包含一定数量的相同酶系。
7.2 酶在生物体内的功能在生物体内经常不断地进行看成千上万种化学反应，它们几乎都是酶催化的,
这些酶或酶反应在机体内发挥着大体四类作用,
一 执行某种具体的生理功能 ;
二 担负保卫清除功能 ;
三 协同激素等起信号传递与放大作用 ;
四 催化代谢反应,
一 执行某种具体的生理功能这些酶是适应外界条件的变化，直接参与某一具体的生理功能。例如神经未梢中的乙酰胆碱酯酶传导神经冲动,肌纤 —
ATP酶和肌肉收缩有关，生物膜上的 Na+、
K+— ATP酶担负膜上的离子主动运转。
二 担负保卫清除功能
1.参与这一工作的酶可能是 单个酶,如超氧离子岐化酶能直接移除高反应性的氧自由基，防止毒性的过氧化脂质的生成；如限制性内切核酸酶，它的生理意义可能主要在于它能选择性地水解侵入菌体的异源 DNA。
2.参与这一工作的酶也可能是 多种酶组成的混合物,溶酶体的酶，它们被核糖体合成，先经高尔基体积聚浓缩并被包被，形成初级溶酶体；然后初级洛酶体再和吞噬体或自噬泡结合形成次级溶酶体。
所谓吞噬体是指胞饮或吞噬外源物形成的颗粒，自噬泡是指包被自身的废弃物形成的颗粒。
3.参与这一工作的还可能是一个 酶系,如凝血酶系、溶血纤蛋白酶系和免疫系统个的补体系，它们都是通过酶的级联系统发挥作用；还有以内质网为主的药物转化酶系等。
三 协同激素等起信号传递与放大作用信号分子据产生、输送及作用部位可分为三类：
局部化学调节物、激素及神经递质。
根据其溶解性质及受体的部位可分为两类：
疏水分子,如甾体激素能穿过质膜，活化细胞质中的受体蛋白，形成团体受体蛋白络合物，尔后和染色质结合，调节特定基因的转录；
亲水分子,包括大部份腺体分泌的激素、神经递质和局部化学调节物,它们作用质膜表面的受体蛋白,并以某种方式转换为细胞内信号调节靶细胞的性态。
四 催化代谢反应酶最主要、也是最基本的生物功能就是催化代谢反应，建成各种代谢途径、各种代谢体系，
为生物机体的生存、发展，为形形色色的生命活动提供物质和能量的基础。代谢途径、代谢系统多种多样，但是最基本的是：氧化 (或光合 )磷酸化体系和核酸、蛋白质的合成体系。
主要有,
1．氧化磷酸化 ;
2,核酸、蛋白质的复制合成 ;
7,3 酶的代谢调节酶最主要的功能是参加代谢，建立各种代谢途径、代谢体系，因此所谓代谢调节实际上就是通过酶的调节。作为代谢体系来说，酶不再是一个独立或孤立的因素，它们之间不仅有功能的连系，而且有结构与组织上的相互关联，
有相互协调、制约等问题。
一代谢系统中酶的结构、组织单个酶,多数的水解酶寡聚酶,别构酶多酶复合物（多酶体系）,丙酮酸脱氢酶色氨酸合成酶二,同工酶同工酶的生理功能 可概括为：
一是调节各区间的代谢物的浓度梯度，如协调各代谢途径共同因子的转移；
二是使复杂的代谢体系整体化，使之能协同地进行调节与控制。
三,酶的合成与降解的调节这种酶的调节包括两种类型,
一是酶量的调节的调节 ;
二是酶活性的调节,
中心法则
D N A R N A P r o t e i n
转 录 翻 译逆 转 录复 制
1原核生物由于转录与翻译紧密相连，因此酶合成的调节主要在转录水平，调节的基础是操纵子，围绕操纵子可以从不同环节、以不同因子进行调节，但是基本的调节方式是两种，诱导与阻遏。
2真核细胞情况就要复杂得多，可能在染色质、复制、
转录、转录后加工、翻译和翻译后加工等各种水平上进行调节。
A.染色质水平的调节,它是指染色质的结构和构象状态水平的调节，因为它和基因表达密切相关，参与这种调节的包括各种酶促反应，
如 DNA的甲基化、组蛋白的乙酰化、磷酰化等,
B,真核细胞内酶合成的几类调节是,
(1)阻遏与诱导
(2)激素调节 激素能通过它对细胞的特定受体的识别与结合，诱导 mRNA和酶的合成。
(3)日夜周期、生长发育对酶合成的影响 有许多酶在日夜周期中有明显的改变，但有的则否，另一方面，代谢活性与相应的酶谱随生物的生长发育而改变，
而且这种变化在胚胎与器官形成阶段特别显著。这些酶或酶谱的变化的根本原因与激素的分泌有密切关系。
(4) 酶降解方面的调节 这实际上是一个酶的周转问题。酶的周转速度通常以酶的半寿期表示。
7,4 酶生物学知识的应用酶和生命活动有着密切关系，一方面它决定着生物的机能水平，另一方面它也反映机体的生理状况，因此阐明了酶的生物学功能,
掌握了它在体内的作用特点和规律，就可能控制生物，使之能更好地为生产实践服务,
一 酶生物学知识和医学实践的关系
1阐明病理机制,
(1)探讨疾病与酶机能 — 代谢异常的关系；
(2)探讨先天遗传疾患与酶缺失的关系；
(3)探讨癌变与核酸合成代谢、癌基因产物的关系。
2.进行疾病诊断
(1)比较正常和病理状况下酶谱差异，为早期诊断、诊断以及预后建立特异的指标,
(2)建立简便、灵敏的酶法分析系统，以供临床上进行有诊断价值的代谢物或毒物等的分析。
3．治疗疾病,
(1)基于正常和病理组织以及病害酶谱的差异，针对关键酶设计、开发高度专一、强力的抑制剂 (包括过渡态类似物 )作为治疗药物；
(2)根据疾患产生原因，设计相应的药物以调节酶的机能和代谢；
(3)进一步开发药物酶的品种与应用，并根据药物酶在体内的代谢规律与存在问题，进行有针对性的改造与修饰，
二 酶生物学知识在农业生产上的应用包括两方面,
一是防治病虫害，这基本和酶生物学知识在医学实践上的应用相似；
二是增产方面的应用，具体地说有两种内容的工作可作,1.掌握作物生长发育过程中酶活性变化的规律，有效地控制作物的生长发育,2.探明优良品种的酶特征，建立快速简便的筛检方法并定向地进行新品种培养,
三 酶生物学知识与发酵工业酶生物学知识在这个领域的应用主要是根据酶活性变化的特征进行定向选育，同时，微生物发酵是当前酶生产的主要方式，利用酶生物合成的规律可大幅度地提高酶的产量。
总之，酶和酶学与生产实践、基础理论都有非常密切的关系，它可以、也已经在这些方面发挥很大的作用，并还蕴藏着巨大的潜力。随着酶学的发展，它的应用也必将跃入更新的境界，展现更加宽广的前景。
酶的生物学研究在现代酶学、分子生物学研究领域中是一个十分引人注目的课题，它的目的就是要从各个方面、各个角度阐明酶和生命活动的关系，
包括酶的分布、酶的生物学功能、酶的调节以及正常和异常状况下酶的变化等问题。
在酶的生物学研究中，酶是存在于生物机体中、
存在于细胞中，并作为其中的一个组成部份发挥作用的。因此这种研究必须和细胞结构、和其它酶或酶系统、和生命过程、和生物所处的条件与状态连系起来，和生物的遗传变异、和生物的进化发展连系起来加以考虑，只有这样，才能对酶和生命活动的关系有一正确的认识。
7.1 酶和细胞结构由于细胞本身在结构上就是非均一的，因此酶的分布和所处的状态也是非均一的，它们或处于,溶解,状态，或者定位于,或者结合于某特定的亚细胞结构之中．
一 细胞结构细胞在大小、形状以及亚细胞结构组成分布上可能很不相同。原核细胞一般较小，为 0.5— 500μ m3,
且亚细胞结构的分化程度较低；真核细胞较大，为
200— 15,000μm3，亚细胞结构分化清晰。真核细胞的外层一般都有一层半透性的细胞膜；在植物和细菌的细胞膜外，通常还有一层起机械作用的细胞壁。
至于细胞内的组成习惯上分为两部份：核和细胞质。
细胞质并非均一的组成物质，其中包含着多种亚细胞结构，或者说细胞器：线粒体、溶酶体、内质网、
高尔基体、过氧酶体等。
1 生物膜生物膜实际上是细胞膜 (质膜 )和亚细胞器的总称，其基本结构是镶嵌着蛋白质的双层磷脂，其间的蛋白质 (膜蛋白 )可在脂中自由侧向扩散，因此有人用流动镶嵌模型来描写生物膜的结构。磷脂的极性头通常位于双层的表面，而长的碳氢链构成疏水的层间质。当磷脂悬于水中或用超声波破碎后，一般就会自动形成密封的磷脂双层泡囊，
这一特点已用于某些重组研究。
膜蛋白可大体分为两类：
外周蛋白，它们通过次级键和膜表面极性头结合附着于膜表面，不伸入脂双层，用温和的处理 (如改变溶液的离子强度和 pH、加入金属螯合剂等 )就可将它们从膜上溶解下来；
固有蛋白，它们通过硫水键和膜结合，或者插入脂双层，或者横贯脂双层，或者埋入脂双层。一船只有采用较强烈的手段，如用去垢剂、有机溶剂、
增溶剂及磷酸酯酶等处理才能将它们从膜上溶解下来。膜蛋白占膜总重的 50一 80％。
生物膜的作用是,
(1)构筑物质透过、运转的屏障，避免外界条件的直接影响，保证细胞、细胞器的稳定与协调；
(2)将有关的蛋白质和酶定位于适当的位臵，为建立各种专一有效的酶反应系统和受体系统等提供结构基础。
2 细胞核这是细胞中最大的细胞器。核外包被着双膜，膜上有孔，它们的大小和数目因核的种类而不同，但一般排列规则，小分子，包括某些大分子可通过核膜孔运转。
细胞核是 DNA和 RNA合成的主要场所，但这些过程的进行和调节的基础是染色质。染色质是由核小体单元重复组成的高度组织化了的结构。
3 线粒体线粒体是直径约 0.3--0.7μm,长约 2--4μm的长椭圆形的细胞器。它在细胞中数以千计，高能消耗的组织则更多。它在肝细胞中约占总体积的 1／ 5，
在心肌细胞中则达 1／ 2。
线粒体具有双膜结构，外膜平滑，内膜内伸成峭,
并占线粒体膜的 75％以上。嵴是线粒体功能的担负者，产能、需能越多的组织，嵴的数目也越多。线粒体的外膜和内膜在组成和透性上显然不同，外膜通常能透过分子员达 10,000的荷电分子如 ATP等，
而内膜只能容许分子量 150以下的不荷电分子通过,
但是在内膜中还有些移位蛋白，能专一地帮助某些代谢物进行跨膜运转。
4 溶酶体溶酶体是 0.2--0.5m近圆形的细胞器，
其密度和线粒体相近。溶酶体在几乎所有的真核细胞中都存在 (但红细胞例外 )，每个细胞中 20个左右。
溶酶体可看作是细胞的消化器官。
5,内质网这是由脂蛋白膜组成的网状结构。它的大小和形态很不相同，有的呈列管状排列，有的为泡囊状，有的部位和核膜相连．有的则通接高尔基体，有的还直接开口子质膜表面。内质网在形态上可区分为沿面与粗面两种类型。
6 高尔基体它是和内质网相连的一种细胞器，其结构在某些方面类似于内质网，由一堆滑面扁平的膜泡囊组成，但膜比内质网稍厚。高尔基体的主要功能是将合成的产物进行加工包被。
7 过氧酶体它只存在于肝、肾等细胞中，是单膜包被的直径约 0.2一 0.5μ m的球状体。
与水的生成和分解有关。
二 酶 (或酶系统 )在细胞中的定位研究方法
1．酶的组织化学法步骤：
(1)将待研究的组织取出，并立即在 -100℃ 进行冰冻 ;
(2)作冰冻切片 ;
(3)用戊二醛或甲醛进行交联固定；
(4)移于载玻片上，用含有酶底物的缓冲液保温，同时采取措施防止扩散移位，例如检定碱性磷酸酯随时可采用钙盐直接将产物磷酸沉淀下来；
(5)显色，例如上述磷酸钙盐可先用硝酸钴处理，再用硫化铵处理，这样具有碱性磷酸酯酶的活性处将以黑点显示出来。
酶的组织化学法的 优点,每次可检定一种细胞类型。 缺点,很多酶不一定都能找到满意的防扩散防位移方法与显色反应；此外，
固定时还可能导致酶失效。
酶的组织化学法的 发展方向,一是和抗体反应结合。即采用带有荧光标记的、酶的专一性抗体来进行酶的定位；二是和电子显微镜技术结合，这可以揭示许多光学显微镜无法了解的细微定位。
2．差别离心分离法酶的组织化学观察可以进行酶在亚细脑结构上的定位，但是要进行定量生化分析时，还必须特各种细胞器分离开来，然后分别地进行定量测定。
(1)匀浆其目的是破坏细胞膜、释放细胞器，
要求不破坏细胞器的结构完整性和不改变相应的生化活性。
常用的方法有：高频声波破碎法、渗透介质爆破法、高速捣碎法和匀浆法。
(2)差别离心分离由于各亚细胞成份的大小、形状和密度彼此不同，因此它们可在特定的介质中通过不同的离心力场加以离心沉降而分离开来。
(3)纯度检定亚细胞器的纯度可通过生化分析法与组织化学方法检定。已知某些酶对于某特定细胞器来说是独有的或主要的，因此可以此为检定的标准之一。
纯应检定通常可能遇到的问题是：
(1)交叉污染问题，例如微粒体部份就可能包含各种来源 (如质膜 )的膜片段；当测得的活力很小时,这一点尤须注意。
(2）同工酶的存在,很多情况下,同工酶和细胞器有对应关系,例如线粒体和细胞液中都有各自的苹果酸脱氢酶、谷草转氨酶和超氧离子歧化酶等,应加以区别,
(3)膜屏障使酶在测定时无法利用底物从而造成,假阴性,,为了解决这种酶,潜伏,问题，可改用小分子底物,或者对细胞器进行某些,活化,处理。
(4)细胞器本身的非均一性。
(5)不同生物、不同组织、甚至同一组织不同部位,酶的分布可能存在差异。
三 各细胞器中酶的分布有的研究结果表明，细胞器间存在着一定的分工，各细胞器往往集中着它们各自特征的酶系统，但不排斥其它细胞器也可能包含一定数量的相同酶系。
7.2 酶在生物体内的功能在生物体内经常不断地进行看成千上万种化学反应，它们几乎都是酶催化的,
这些酶或酶反应在机体内发挥着大体四类作用,
一 执行某种具体的生理功能 ;
二 担负保卫清除功能 ;
三 协同激素等起信号传递与放大作用 ;
四 催化代谢反应,
一 执行某种具体的生理功能这些酶是适应外界条件的变化，直接参与某一具体的生理功能。例如神经未梢中的乙酰胆碱酯酶传导神经冲动,肌纤 —
ATP酶和肌肉收缩有关，生物膜上的 Na+、
K+— ATP酶担负膜上的离子主动运转。
二 担负保卫清除功能
1.参与这一工作的酶可能是 单个酶,如超氧离子岐化酶能直接移除高反应性的氧自由基，防止毒性的过氧化脂质的生成；如限制性内切核酸酶，它的生理意义可能主要在于它能选择性地水解侵入菌体的异源 DNA。
2.参与这一工作的酶也可能是 多种酶组成的混合物,溶酶体的酶，它们被核糖体合成，先经高尔基体积聚浓缩并被包被，形成初级溶酶体；然后初级洛酶体再和吞噬体或自噬泡结合形成次级溶酶体。
所谓吞噬体是指胞饮或吞噬外源物形成的颗粒，自噬泡是指包被自身的废弃物形成的颗粒。
3.参与这一工作的还可能是一个 酶系,如凝血酶系、溶血纤蛋白酶系和免疫系统个的补体系，它们都是通过酶的级联系统发挥作用；还有以内质网为主的药物转化酶系等。
三 协同激素等起信号传递与放大作用信号分子据产生、输送及作用部位可分为三类：
局部化学调节物、激素及神经递质。
根据其溶解性质及受体的部位可分为两类：
疏水分子,如甾体激素能穿过质膜，活化细胞质中的受体蛋白，形成团体受体蛋白络合物，尔后和染色质结合，调节特定基因的转录；
亲水分子,包括大部份腺体分泌的激素、神经递质和局部化学调节物,它们作用质膜表面的受体蛋白,并以某种方式转换为细胞内信号调节靶细胞的性态。
四 催化代谢反应酶最主要、也是最基本的生物功能就是催化代谢反应，建成各种代谢途径、各种代谢体系，
为生物机体的生存、发展，为形形色色的生命活动提供物质和能量的基础。代谢途径、代谢系统多种多样，但是最基本的是：氧化 (或光合 )磷酸化体系和核酸、蛋白质的合成体系。
主要有,
1．氧化磷酸化 ;
2,核酸、蛋白质的复制合成 ;
7,3 酶的代谢调节酶最主要的功能是参加代谢，建立各种代谢途径、代谢体系，因此所谓代谢调节实际上就是通过酶的调节。作为代谢体系来说，酶不再是一个独立或孤立的因素，它们之间不仅有功能的连系，而且有结构与组织上的相互关联，
有相互协调、制约等问题。
一代谢系统中酶的结构、组织单个酶,多数的水解酶寡聚酶,别构酶多酶复合物（多酶体系）,丙酮酸脱氢酶色氨酸合成酶二,同工酶同工酶的生理功能 可概括为：
一是调节各区间的代谢物的浓度梯度，如协调各代谢途径共同因子的转移；
二是使复杂的代谢体系整体化，使之能协同地进行调节与控制。
三,酶的合成与降解的调节这种酶的调节包括两种类型,
一是酶量的调节的调节 ;
二是酶活性的调节,
中心法则
D N A R N A P r o t e i n
转 录 翻 译逆 转 录复 制
1原核生物由于转录与翻译紧密相连，因此酶合成的调节主要在转录水平，调节的基础是操纵子，围绕操纵子可以从不同环节、以不同因子进行调节，但是基本的调节方式是两种，诱导与阻遏。
2真核细胞情况就要复杂得多，可能在染色质、复制、
转录、转录后加工、翻译和翻译后加工等各种水平上进行调节。
A.染色质水平的调节,它是指染色质的结构和构象状态水平的调节，因为它和基因表达密切相关，参与这种调节的包括各种酶促反应，
如 DNA的甲基化、组蛋白的乙酰化、磷酰化等,
B,真核细胞内酶合成的几类调节是,
(1)阻遏与诱导
(2)激素调节 激素能通过它对细胞的特定受体的识别与结合，诱导 mRNA和酶的合成。
(3)日夜周期、生长发育对酶合成的影响 有许多酶在日夜周期中有明显的改变，但有的则否，另一方面，代谢活性与相应的酶谱随生物的生长发育而改变，
而且这种变化在胚胎与器官形成阶段特别显著。这些酶或酶谱的变化的根本原因与激素的分泌有密切关系。
(4) 酶降解方面的调节 这实际上是一个酶的周转问题。酶的周转速度通常以酶的半寿期表示。
7,4 酶生物学知识的应用酶和生命活动有着密切关系，一方面它决定着生物的机能水平，另一方面它也反映机体的生理状况，因此阐明了酶的生物学功能,
掌握了它在体内的作用特点和规律，就可能控制生物，使之能更好地为生产实践服务,
一 酶生物学知识和医学实践的关系
1阐明病理机制,
(1)探讨疾病与酶机能 — 代谢异常的关系；
(2)探讨先天遗传疾患与酶缺失的关系；
(3)探讨癌变与核酸合成代谢、癌基因产物的关系。
2.进行疾病诊断
(1)比较正常和病理状况下酶谱差异，为早期诊断、诊断以及预后建立特异的指标,
(2)建立简便、灵敏的酶法分析系统，以供临床上进行有诊断价值的代谢物或毒物等的分析。
3．治疗疾病,
(1)基于正常和病理组织以及病害酶谱的差异，针对关键酶设计、开发高度专一、强力的抑制剂 (包括过渡态类似物 )作为治疗药物；
(2)根据疾患产生原因，设计相应的药物以调节酶的机能和代谢；
(3)进一步开发药物酶的品种与应用，并根据药物酶在体内的代谢规律与存在问题，进行有针对性的改造与修饰，
二 酶生物学知识在农业生产上的应用包括两方面,
一是防治病虫害，这基本和酶生物学知识在医学实践上的应用相似；
二是增产方面的应用，具体地说有两种内容的工作可作,1.掌握作物生长发育过程中酶活性变化的规律，有效地控制作物的生长发育,2.探明优良品种的酶特征，建立快速简便的筛检方法并定向地进行新品种培养,
三 酶生物学知识与发酵工业酶生物学知识在这个领域的应用主要是根据酶活性变化的特征进行定向选育，同时，微生物发酵是当前酶生产的主要方式，利用酶生物合成的规律可大幅度地提高酶的产量。
总之，酶和酶学与生产实践、基础理论都有非常密切的关系，它可以、也已经在这些方面发挥很大的作用，并还蕴藏着巨大的潜力。随着酶学的发展，它的应用也必将跃入更新的境界，展现更加宽广的前景。
