什么是谷氨酸脱氢酶（GDH）的反应特性和变构调节？

谷氨酸脱氢酶（GDH）（E.C.1.4.1.2-1.4.1.4）是动物、植物和微生物中广泛存在的一种酶。该酶存在于真核细胞的线粒体上，在一些哺乳动物中，占到其线粒体基质总蛋白的10%。通常情况下，该酶以NAD(P)和NADP(H)为辅酶，主要催化L-谷氨酸和α酮戊二酸的可逆反应，参与包括三羧酸循环（TCA循环）、氨代谢调控、能量产生和信号传导在内的多种细胞生理过程，在细胞稳态、氨基酸转化和碳水化合物代谢中起着十分重要的作用。

GDH的反应特性与变构调节

GDH的反应特性

天然的GDH通常以同源六聚体形式存在，主要由450和500左右个氨基酸组成。细菌和动物源的GDH晶体结构显示，赖氨酸残基是其进行催化反应的关键活性位点，该位点在进化过程中具有高度保守性。

近年来，通过15N同位素示踪技术研究发现，植物中GDH在有额外NH4+存在的情况下，也会依然催化氧化脱氨基作用的反应。而在动物体内，除了脑和肝脏（在肝脏中GDH正逆活性相当），GDH在其他组织中同样主要执行氧化脱氨基作用。对于GDH催化的反应速率，在体外实验中，尤其在底物浓度较高时，辅酶的释放是催化这类反应的限速步骤。

GDH的变构调节

哺乳动物GDH是zui早发现的一种可以被多种配体进行复杂变构调节的酶类。其中，三磷酸鸟苷（GTP）可以通过增强产物与GDH的结合力，有效抑zhiGDH的催化活性与功能，降低相关酶促反应速度。一些疏水性化合物，如棕榈酰辅酶A、甾醇类激素和甾醇类激素类似物等也是该酶的有效抑zhi剂。二磷酸腺苷（ADP）是GDH的激活剂，与GTP作用相反，可促进酶对产物的释放，从而加大反应速度。L-亮氨酸（L-Leu）作为GDH底物的适配性较差，但可作为该酶的激活剂。其激活机制类似于ADP，但其作用位点不同。