谷氨酸盐脱氢酶

什么是谷氨酸盐脱氢酶

谷氨酸盐脱氢酶（glutamate dehydrogenase，GDH）是一种酶，催化谷氨酸与NAD(P)^+的氧化还原反应，将谷氨酸转化成α-酮戊二酸或α-酮异戊二酸。GDH在许多生物过程中都起着重要的调控作用，比如对于葡萄酒发酵中酿酒酵母发酵的影响、脑细胞中谷氨酸代谢过程、成骨细胞对葡萄糖和谷氨酸等营养物质的利用等都存在重要的调控作用。

谷氨酸盐脱氢酶的结构

GDH在结构上分为2种状态：一种是单核型的；另一种是四核型的。其中单核型分子质量为54kDa，由一个聚丙烯酰胺物质形成。四核型由4个单核型组成的对称体（dimer of dimer）组成，在物种之间存在的差异很大。目前已在多种物种中包括细菌、动脉硬化心血管组织和人类肝脏组织等中鉴定到GDH结构。极少数具有特异性和多功能性的GDH包括四核型细菌GDH、人肝脏GDH和哺乳动物神经组织GDH等。

谷氨酸盐脱氢酶的催化机制

GDH的催化机制是通过诱导型拟合实现的，其活性站点的化学性质同样持续不断的演变。拟合是指在数个催化化学选择性的状态之间快速转换。不同物种的活性站点的选择性差异反映了它们的生理功能。根据结构和研究数据可知，若使用谷氨酸作为EDK的更优选择，因为谷氨酸是酸性两性氨基酸，它的羧基和氨基因有正电荷和负电荷。这一对电荷和反复交换自然会吸引反应物，好像聚会了这一样子。谷氨酸处理方案比α-脱氨酶更好地反映了GDH的作用。

谷氨酸盐脱氢酶的生物学功能

GDH的生物学功能在不同物种中有所不同，但它在许多生物过程中都起着重要的调控作用。比如在葡萄酒发酵中，GDH可以通过糖的转化、获得能量、细胞生长等多个方面来调节酵母的生存活动。在哺乳动物中，GDH参与调控谷氨酸代谢和氨基酸代谢等，对哺乳动物的能量代谢和生长发育等方面都有着非常重要的作用。在不同物种中GDH的生物学功能还有很多其他方面，因此GDH被视为一种十分重要的酶。

谷氨酸盐脱氢酶在医药和工业中的应用

由于其重要的生物学功能，GDH在医药领域和工业领域中均有着广泛的应用。比如利用GDH在葡萄酒发酵过程中的调控作用，可以生产出更为优质的葡萄酒；利用GDH在研究神经退行性疾病等方面的作用，可以为这些疾病的治疗和预防提供一定的帮助。此外，GDH还可以被应用于生产谷氨酸、α-酮基硫酸、L-谷氨酸铵等多种化学品，具有非常广阔的应用前景。