生物竞赛-生物化学-00引言和绪论-杨荣武《生物化学原理(一)》(27张PPT)

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生物化学-杨荣武教授精品PPT课件

☺ 孤雁本色，一行斜去浮生转两鬓白，异家龙井难为甘疏水氨基酸：本-苯丙氨酸；色-色氨酸；斜-缬氨酸；浮脯氨酸；两-亮氨酸；鬓-丙氨酸；异-异亮氨酸；家-甲硫氨酸；甘-甘氨酸
必需氨基酸VS非必需氨基酸
必需氨基酸是指人体必不可少，而机体内又不能合成、必须从食物中补充的氨基酸。如果饮食中经常缺少它们，就会影响健康。必需氨基酸共有10种：Lys、Trp、Phe、 Met、Thr、Ile、Leu、Val、Arg和His。人体虽能够合成 Arg和His，但合成的量通常不能满足正常的需要，因此这两种氨基酸又被称为半必需氨酸。-Tip MTV Hall
氨基酸与茚三酮的反应
所有氨基酸及具有游离α-氨基的肽与茚三酮反应都产生蓝紫色物质，只有脯氨酸和羟脯氨酸与茚三酮反应产生黄色物质。
芳香族氨基酸的紫外吸收性质
半胱氨酸的氧化与二硫键的形成
二、蛋白质的结构
蛋白质的多样性
组成的多样性大小的多样性结构的多样性功能的多样性
蛋白质组成的多样性
等电点（pI）
对于任何一种氨基酸来说，总存在一定的pH值，使其净电荷为零，这时的pH值被称为等电点。pI是一个氨基酸的特征常数。在等电点pH时，氨基酸在电场中，不向两极移动，并且绝大多数处于兼性离子状态，少数可能解离成阳离子和阴离子，但解离成阴、阳离子的趋势和数目相等。
氨基酸的主要反应性质

生物竞赛讲义-生物化学-20生物氧化-《生物化学原理(第二版)(代谢生物化学)》

提纲
一、生物氧化与非生物氧化二、呼吸链
1. 2. 3. 4. 5. 6. 1. 2. 3. 4. 呼吸链的定义呼吸链的类型及其在细胞中的定位和功能呼吸链的组分呼吸链组分的排列顺序复合体I、II、III和IV的结构与功能植物细胞替代的复合体氧化磷酸化的偶联机制 F1F0-ATP合酶的结构与功能氧化磷酸化的解偶联与抑制 P/O值与氧化磷酸的调节
几种呼吸链抑制剂的化学结构
生物竞赛-生物化学原理（第二版）（代谢生物化学）-南京大学杨荣武
呼吸链的拆分
生物竞赛-生物化学原理（第二版）（代谢生物化学）-南京大学杨荣武
复合体I、II、III和IV的结构和性质
生物竞赛-生物化学原理（第二版）（代谢生物化学）-南京大学杨荣武
复合体I
即NADH- CoQ氧化还原酶接受来自NADH 的e-， NADH 只能参与双电子转移反应辅助因子： 1 FMN， 6-7 Fe-S蛋白 2e- 转移导致4质子泵入到膜间隙
生物竞赛-生物化学原理（第二版）（代谢生物化学）-南京大学杨荣武
杨荣武生物化学原理第二版
生物竞赛-生物化学原理（第二版）（代谢生物化学）-南京大学杨荣武
第二十章
生物氧化
备注：本章有丰富动画资源用于教学，可与主编联系。
杨荣武生物化学原理第二版
生物竞赛-生物化学原理（第二版）（代谢生物化学）-南京大学杨荣武

生物化学原理杨荣武

生物化学原理。

生物化学是研究生物体内化学反应和物质代谢的科学，它是生物学和化学的交

叉学科，对于理解生命现象和生物体内部的化学过程至关重要。本文将围绕生物化学的基本原理展开讨论，希望能够对读者有所帮助。

首先，我们来谈谈生物化学的基本概念。生物体内的化学反应和物质代谢是由

一系列生物大分子（如蛋白质、核酸、多糖、脂类）构成的，这些分子在生物体内发挥着重要的功能。生物化学的研究对象包括生物大分子的结构、功能和代谢途径等，通过对这些内容的研究，我们可以深入理解生物体内的化学过程。

其次，我们来介绍一下生物大分子的结构和功能。蛋白质是生物体内最重要的

大分子之一，它们参与了几乎所有的生物化学反应和物质代谢过程。蛋白质的结构包括一级结构、二级结构、三级结构和四级结构，不同的结构决定了蛋白质的功能。另外，核酸是生物体内储存和传递遗传信息的分子，它们包括DNA和RNA两种

类型，分别承担着遗传信息的传递和转录、翻译等功能。多糖和脂类也是生物体内重要的大分子，它们在细胞结构、能量储存和信号传导等方面发挥着重要作用。

再者，我们来探讨一下生物体内的化学反应和能量代谢。生物体内的化学反应

包括合成反应和分解反应两种类型，合成反应是指生物体内分子的合成过程，而分解反应则是指生物体内分子的降解过程。这些化学反应需要消耗能量，而能量的来源主要是细胞内的三磷酸腺苷（ATP）。ATP是细胞内的能量储存分子，它通过水解反应释放能量，为细胞内的化学反应提供动力。

最后，我们来谈谈生物体内的代谢途径。代谢是生物体维持生命活动所必需的

光杨荣武生物化学原理南京大学合作用精品PPT课件

光系统Ⅱ（PS -Ⅱ）：作用中心叶绿素为P680，激发波长小于680nm,激发后产生强氧化剂和弱还原剂，氧化剂激发水分子裂解放出氧和电子。
PSⅠ与PSⅡ在光合作用中的相互作用
光（λ﹤700nm）
PSⅠ
PSⅡ
光（λ﹤680nm）
强还原剂
弱氧化剂
弱还原强剂氧化
剂
NADPH ATP O2 + e-
充当光系统中的反应中心
(2) 天线色素（辅助色素）
其他叶绿素 a、叶绿素 b 、叶绿素 c、类胡萝卜素
光能的吸收和能量转换叶绿素发出的荧光
不同光合色素的光吸收
光合作用的反应中心 ---中心色素与结合蛋白构成的复合体
光能吸收后的几种不同去处
i) 内部转变——变成热
ii) 荧光
iii)激子转移（共振能量转移）——转移给邻近具有类似电子性质的非激活分子
参与光反应的电子传递体
产氧复合物或水裂解复合物 P680 脱镁叶绿素质体醌——PQA (与蛋白质结合的)和PQB (游离的) Cyto b6f 复合物：类似于呼吸链上的复合体质体蓝素（PC） P700 A0:初级电子受体 A1:叶绿醌 Fe-S蛋白铁氧还蛋白 Fd-NADP+ 氧化还原酶 NADP+
第二节叶绿体
植物细胞
叶绿体
叶绿体的亚显微结构

杨荣武生物化学原理-南京大学-生物氧化ppt课件

生物氧化
有机物质在生物体内的氧化作用。生物氧化通常需要消耗氧，所以又称为呼吸作用。在整个生物氧化过程中，有机物质最终被氧化成CO2和水，并释放出能量。
生物氧化与非生物氧化反应的比较
• 共同点：反应的本质都是脱氢、失电子或加氧；被氧化的物质相同，终产物和释放的能量也相同。
• 主要差别：生物氧化的主要方式为脱氢；生物氧化在酶的催化下进行，因此条件比较温和；生物氧化是在一系列酶、辅酶（辅基）和电子传递体的作用下逐步进行的，每一步释放一部分能量。
呼吸链的三种类型
• 原核细胞的细胞膜和真核细胞的线粒体内膜，通过氧化磷酸化产生ATP：NADH呼吸链、 FADH2呼吸链
• 真核细胞内质网，参与某些代谢物的合成或降解，不产生ATP：细胞色素P450呼吸链
呼吸链的组分
• NAD+及与NAD+偶联的脱氢酶 • 黄素及与黄素偶联的脱氢酶 • 辅酶Q：流动的电子传递体 • 铁硫蛋白 • 细胞色素：流动的电子传递体 • 氧气
化学渗透学说图解
支持化学渗透学说的主要的证据
（1）氧化磷酸化的进行需要完整的线粒体内膜的存在。（2）使用精确的pH计可以检测到跨线粒体内膜的质子梯
度存在。据测定，一个呼吸活跃的线粒体的膜间隙的 pH要比其基质的pH低0.75个单位。（3）破坏质子驱动力的化学试剂能够抑制ATP的合成。（4）从线粒体内膜纯化得到一种酶能够直接利用质子梯度合成ATP，此酶称为F1F0-ATP合酶。（5）人工建立的跨线粒体内膜的质子梯度也可驱动ATP 的合成

2021生物竞赛-生物化学-00引言和绪论-杨荣武《生物化学原理》

2012年的诺贝尔化学奖
两位美国科学家罗伯特·莱夫科维茨（Robert J. Lefkowitz）和布莱恩·克比尔卡（Brian K. Kobilka）因“G蛋白偶联受体研究”获奖。
2010年两大生化发现
☺Synthia（辛西娅） ☺GFAJ-1
谁是Craig Venter？
辛西娅的诞生
表-1 科学杂志的年度分子与年度突破
年度 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996
1997 1998 1999
Baidu Nhomakorabea2000
年度分子/年度突破 Taq DNA聚合酶人造钻石
富勒烯（buckminsterfullerene）一氧化氮（NO） p53蛋白 DNA修复酶
生物化学的起源生物化学的应用
生命的微观层次
生物化学发展中几个重要的里程碑
Wohler合成尿素：“我得告诉你我不需要肾脏或一只动物就制备了尿素”
Buchners利用酵母抽取物成功进行了糖发酵 Sumner获得脲酶结晶 Flemming发现染色体 Mendel提出基因概念，并对基因定性。 Miescher分离核酸 Watson和Crick提出DNA双螺旋结构基因组学和蛋白质组学
关键词: cystic fibrosis (囊性纤维变性) glutathione(谷胱甘肽) Mucus(粘液) tdy_curry_fibrosis_030617.asf

2019生物竞赛-生物化学-15糖类-杨荣武《生物化学原理(一)》(59张PPT)

淀粉的碘反应
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
右旋糖酐
是一种主要以α-1,6糖苷键相连的分支多糖，通常存在于酵母和细菌中，其重复的二糖单位主要是异麦芽糖，分支点可能是1→2,1→3或1→4糖苷键。生长在牙齿表面的细菌产生的右旋糖酐是牙菌斑或菌斑的重要成分。细菌产生的右旋糖酐经常在实验室中被用作层析柱的支持介质.
尽管直链淀粉在水中的溶解性很低，但它能在水中形成胶束悬液。胶束中的多糖链采取螺旋构象。碘能够插入到疏水螺旋的中间从而产生蓝色。支链淀粉在水中也形成胶束结构，但碘与其反应产生的是紫红色。
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
直链淀粉和支链淀粉的化学结构
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
按照功能的不同，多糖可分为贮能多糖和结构多糖
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
贮能多糖
常见的贮能多糖有淀粉、糖原和右旋糖酐。这三类多糖的基本组成单位都是D-葡萄糖，因此都属于同多糖。
结构多糖
组成类似于贮能多糖，但是结构上的细微差异导致性质上比较大的不同。
常见的结构多糖包括纤维素、几丁质和肽聚糖等。
单糖的反应性质
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
D-葡萄糖和D-半乳糖的变旋
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武

2019生物竞赛-生物化学-14维生素与辅酶-杨荣武《生物化学原理(一)》

生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
维生素
定义：是维持生物体正常生命活动必不可少的一类小分子有机化合物。尽管机体对它们需要量甚少(一个人每日需要量常以mg或μg计)，但由于它们不能在体内合成，或者虽能合成但所合成的量难以满足机体的需要，所以必须从食物中获取。如果机体长期缺乏某种维生素，就会导致相应的维生素缺乏病。分类：按溶解性质将其分为脂溶性维生素和水溶性维生素两大类。
癞皮病患者
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
维生素B6
包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺。辅酶——主要是磷酸吡哆醛（PLP）和磷酸吡哆胺，它们在体内参与氨基酸的转氨、消旋、某些氨基酸的脱羧以及半胱氨酸的脱巯基作用。此外它还参与羟色胺、去甲肾上腺素、鞘磷脂以及血红素的合成。缺乏症：分布极广，同时，肠道细菌也能够合成它，因此在人类尚未发现单纯的维生素B6缺乏病。动物缺乏维生素B6可发生与癞皮病相似的皮炎。
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
B族维生素
作为一个大家族，至少包括十余种维生素。其共同特点是：（1）在自然界经常共同存在，最丰富的来源是酵母、蔬菜和动物肝脏；（2）从低等的微生物到高等动物和人类都需要它们作为营养要素；（3）在体内主要作为辅酶或辅基参与物质代谢和能量代谢；（4）从化学结构上看，大都含有N；（5）从性质上看此类维生素易溶于水，对酸稳定，易被碱或热破坏。

杨荣武生物化学三蛋白质的功能及其与结构之间的关系PPT课件

2019/12/16
3
兼职蛋白（moonlighting proteins）
定义：一些蛋白质虽然只有一种结构，但却能行使几种甚至多种不同的功能。这些兼有其他功能的蛋白质被称为兼职蛋白。
实例
1. 磷酸己糖异构酶除了在细胞内参与糖酵解以外，还能由T淋巴细胞分泌到胞外充当一种神经白介素，促进胚胎内某些脊髓神经元和感觉神经元的存活，以及促进B淋巴细胞的成熟。此外，它还是一种自分泌运动因子在由某些癌细胞分泌以后，可刺激癌细胞的迁移和扩散；
α 螺旋，两端为非螺旋区。
模体：由于螺旋区由（HXXHCXC）n重复序列组成，
其中H为疏水氨基酸，这使得两个α 角蛋白分子能通过H上的疏水R基团结合，相互缠绕形成双股卷曲螺旋。双股卷曲螺旋大大地提高了α 螺旋的稳定性。链间还形成多个二硫键，这种共价交联可进一步提高 α 角蛋白的强度。
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同源物、直向同源物和种内同源物之间的关系
2019/12/16
10
蛋白质结构与功能实例
纤维状蛋白质的结构与功能
① α角蛋白 ② β角蛋白 ③ 胶原蛋白
球状蛋白质的结构与功能
① 肌红蛋白 ② 血红蛋白
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α 角蛋白
一级结构：由311个～314个氨基酸残基组成。二级结构：每一个α角蛋白分子在其中央形成典型的

生物化学--杨荣武教授124页PPT

谢谢！
124
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
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27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
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28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
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30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。பைடு நூலகம்—叔本华
生物化学--杨荣武教授
31、园日涉以成趣，门虽设而常关。 32、鼓腹无所思。朝起暮归眠。 33、倾壶绝余沥，窥灶不见烟。
34、春秋满四泽，夏云多奇峰，秋月扬明辉，冬岭秀孤松。 35、丈夫志四海，我愿不知老。
▪

杨荣武生物化学原理

杨荣武生物化学原理是一部由杨荣武教授从事生物化学研究多年，综合了生物学、物理化学和生物物理学等诸多学科知识而编写的综合性专著。该书以生物化学为研究对象，系统而全面地阐述了生物化学的领域知识，讨论了各种分子的构成、特性及所引起的生物学效应及其机理，揭示了现代生物化学研究的最新进展。

杨荣武生物化学原理综合性强，内容丰富，可以帮助学习者掌握关于生物化学各种分子的基本概念、基础知识，以及生物化学实验技术。书中深入浅出地介绍了细胞生物学、分子生物学、蛋白质化学、糖代谢及其调控、代谢调控、脂质及脂质代谢、细胞内盐基平衡、激素代谢及调控、酶学及调控、羧基化学及酸碱平衡等，并给出了生物技术方面的详细讨论及实验技术，为学习者深入地了解生物化学提供了参考。

杨荣武生物化学原理全面、系统地介绍了生物化学相关领域的知识，除了知识类细节介绍外，书中还收集了大量实例，使学习者能够更加直观的理解、掌握和熟练运用生物化学知识。同时，书中还通过详细的实验示例，介绍了生物化学实验技术，为学习者提供了实践性的指导。

总的来说，杨荣武生物化学原理是一部系统而全面的生物化学专著，有助于大学生和从事生物化学研究的相关专业人士深入理解、掌握和熟练运用生物化学知识，可以说是学习生物化学知识不可缺少的参考书。

2019生物竞赛-生物化学-00引言和绪论-杨荣武《生物化学原理(一)》(27张PPT)

My courses really shouldn’t be Such metabolic misery Biochemistry Biochemistry I wish that I were wiser
Biochemistry Biochemistry Reactions make me shiver They’re in my heart and in my lungs They’re even in my liver
NASA发现生命新可能 -砷元素或能形成生命体
以剧毒砷生长的菌株GFAJ-1，将改写生物教科书，使地球外寻找生命的范围得以拓展
美国宇航局天体生物学家费丽莎·乌尔夫-西蒙(Felisa Wolfe-Simon)，将从加利福尼亚州莫纳湖湖底收集而来的微生物，置于实验室含有砷的混合试剂内培殖了数月，结果发现微生物体内的磷原子被砷原子置换出来了。
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
Biochemistry Biochemistry.mp3
Biochemistry Biochemistry I wish that I were wiser I feel I’m in way over my head I need a new advisor
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
表-1 科学杂志的年度分子与年度突破

生物化学-教程与原理PPT课件

通过对人类基因组图谱的初步分析，科学家们已初步确定了几十种致病基因，而随着下一步对人体各种致病基因展开全面大搜索，以及对各种基因功能及基因之间相互作用了解的加深，科学家们将在分子水平上深入了解疾病的根本发病机理，将为各种疾病的诊断、防治和新药的开发提供有力武器。人类基因组计划的最大影响，将体现在与人们生活息息相关的医疗保健领域。基因诊断、基因疗法和基因药物等的开发，有可能成为未来医学发展的重要分支。人类基因组计划将为推动医学进步带来空前机遇。
生物化学的发展前景
借助于现代科技成果，高速发展生化理论与技术，促进生物学理论技术及生物工程学的发展。
5 .学习生化的方法
A. 教材作用（借鉴、利用－学习生化科学的知识体系） a. 主要参考体系，其他资料利用 b. 合理取舍( 知识系统－－时间、专业 )：讲课：重点（核心）与线条结合；学习：全面理解－－重点掌握
结构和性质,以及它们在体内的分布。在生物体内主要存在以下几类物质: *糖类及其衍生物 *脂类及其衍生物 *由氨基酸组成的蛋白质和多肽 *由含氮杂环化合物构成的核(苷) 酸等 *维生素,激素及其他小分子
1.2.2 生命物质在生物体内的运动规律 (动态生化)
生命物质在体内的化学变化，以及各种生命物质在变化中的相互关系，即：新陈代谢: 物质代谢：分解、合成、转化
发酵工业：新陈代谢，酒精，氨基酸，抗菌素，酶等基因工程、蛋白质工程及酶工程：具有治疗作用的各种

杨荣武生物化学原理-南京大学-生物氧化PPT共71页

拉
6Fra Baidu bibliotek、生活的道路一旦选定，就要勇敢地走到底，决不回头。 ——左
杨荣武生物化学原理-南京大学-生物氧化
56、书不仅是生活，而且是现在、过去和未来文化生活的源泉。 ——库法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一次也不善于度过。— —吕凯特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处，只不过是愈来愈发觉自己的无知。 ——笛卡儿

(完整版)生物化学--杨荣武教授

3. 三级结构 (3º) :是指多肽链在二级结构的基础上，进一
步盘绕、卷曲和折叠，形成主要通过氨基酸侧链以次级键以及二硫键维系的完整的三维结构。
4. 四级结构 (4º)具有两条和两条以上多肽链的寡聚蛋白
质或多聚蛋白质才会有四级结构。其内容包括亚基的种类、数目、空间排布以及亚基之间的相互作用。
蛋白质的一级结构
余下的氨基酸则属于非必需氨基酸，动物体自身可以进行有效的合成，它们包括：Ala，Asn、Asp、Gln、Glu、 Pro、Ser、Cys、Tyr和Gly。
一组（组氨酸）笨（苯丙氨酸）蛋（蛋氨酸）精（精氨酸）来（赖氨酸）宿（苏氨酸）舍（色氨酸）住（组氨酸）亮（亮氨酸）凉（异亮氨酸）鞋（缬氨酸）
2. 例如，羧肽酶的辅助因子是Zn2+；乳酸脱氢酶的辅酶是辅酶I；血红蛋白的辅基是血红素。
蛋白质结构的多样性
蛋白质的结构层次
1. 一级结构 (1º) : 独特的氨基酸序列，由基因决定。
2. 二级结构 (2º) :多肽链的主链骨架本身（不包括R基团）
在空间上有规律的折叠和盘绕，它是由氨基酸残基非侧链基团之间的氢键决定的。
➢氨基酸的构型与其旋光方向没有必然的联系。
特殊的酸碱性质与等电点
由于氨基酸既含有碱性的氨基又含有酸性的羧基，因此氨基酸具有特殊的解离性质，但氨基算的碱性和酸性分别弱于单纯的胺和羧酸。一个氨基酸分子内部的酸碱反应使氨基酸能同时带有正负两种电荷，以这种形式存在的离子被称为兼性离子（zwitterions）或两性离子。

杨荣武生物化学第十二章酶活性的调节ppt(共32张PPT)

某些凝血因子的水解激活
调节蛋白的激活或抑制
某些蛋白质能够作为配体与特定的酶结合而调节被结合酶的活性，这些调节酶活性的蛋白质称为调节蛋白，其中，激活酶活性的调节蛋白称为激活蛋白，抑制酶活性的蛋白称为抑制蛋白。抑制蛋白通常结合在酶的活性中心阻止底物与活性中心结合而达到抑制的效果。
蛋白酶与蛋白酶抑制剂
酶活性的别构调节
具有正协同效应的别构酶
Biblioteka Baidu
具有正协同效应别构酶
无协同效应的别构酶
别构酶实例——氨甲酰转移酶
天冬氨酸转氨甲酰酶（ATC）是大肠杆菌嘧啶核苷酸从
头合成途径中的限速酶，它催化氨甲酰磷酸和Asp形成 N-氨甲酰天冬氨酸和无机磷酸，其活性受到严格的调控
。对大肠杆菌ATC的动力学研究表明，其动力学曲线为S型，
能够进行别构调节的酶称为别构酶，与别构中心结合调节酶活性的配体分子称为别构效应物。起抑制作用的别构效应物称为别构抑制剂，起激活作用的别构效应物称为别构激活剂。由底物作为别构效应物产生的别构效应称为同促效应，否则，就称为异促效应。许多别构酶具有多个别构中心，能够与不同的别构效应物结合。
具有协同效应的酶和无协同效应的酶都可以受到别构调节
与共价修饰一样，水解激活是也一种全或无的调节方式，酶原状态没有活性，但与共价修饰不同的是，它是不可逆的，即一旦被激活就不可能回到原来的非活性的酶原状态。