机体对于内外环境的适应，离不开对体内各种代谢途径的调节；而对于代谢的调节往往是通过调节关键酶（key enzyme，在代谢途径中决定反应的速度和方向的酶）实现的。改变酶的总体含量以及各个酶分子活性是体内调节酶的主要策略。此外，在长期生物进化过程中，酶分子表达的组织特异性的展现，使得各组织细胞形成了独特的代谢特征，也使得酶调节的形式更为多样化。

总体而言，相对于酶分子数量的调节，酶分子活性的调节是通过分子空间结构的快速改变来实现的。整个调节的效率较高，但持续时间往往较短，其中以酶的变构调节和可逆性共价修饰调节两种形式最为普遍。

生物体内某些代谢物可以与一些酶分子活性中心以外的特定部位以非共价键可逆地结合，使酶发生变构效应（详见第一章），进而改变其催化活性，由此实现根据机体内相应代谢运行的基本情况灵活而有效的调节。酶活性的这种调节方式称为酶的变构调节（allosteric regulation）或别构调节。这类酶称为变构酶（allosteric enzyme）。引起酶发生变构的代谢物称为变构效应剂（allosteric effector），可以分为两类，即使反应速度加快的变构激活剂（allosteric activator）以及使反应速度降低的变构抑制剂（allosteric inhibitor）。

变构酶通常由多个亚基组成。酶分子中与底物结合的部位称为催化部位，负责与变构效应剂结合的部位称为酶的变构部位（allosteric site）或调节部位（regulatory site）。含催化部位的亚基称为催化亚基，含调节部位的亚基称为调节亚基。催化部位与调节部位可以在不同的亚基上，也可以位于同一亚基的不同部位。以变构酶反应速度对底物浓度作图，其动力学曲线与一般的单底物酶促反应截然不同，表现为S形曲线（图3-14）。S形曲线是各亚基协同效应的反映。

在相关酶的催化作用下，体内某些酶蛋白的必需基团可与某种化学基团发生可逆的共价结合，从而改变酶的催化活性，这种调节方式称为酶的化学修饰（chemical modification）或共价修饰（covalent modification）。其中涉及的共价键形成与断裂是分别由不同的酶进行催化的。酶共价修饰的形式较为多样，包括磷酸化与去磷酸化、乙酰化与去乙酰化、甲基化与去甲基化、腺苷化与去腺苷化以及—SH与—S—S—的互变等，其中以磷酸化与去磷酸化最为常见。

生物体内有些酶在细胞内初合成时并没有相应的催化活性并且以这种无活性的状态被分泌到细胞外。这种酶的无催化活性前体被称为酶原（zymogen）。当酶原受某种因素的作用（如被蛋白酶水解，除去某些小分子肽段）后，其分子空间结构发生变化，暴露或形成活性中心，转变成有催化活性的酶，这一过程称为酶原的激活。酶原的激活过程实质上是酶蛋白空间构象发生改变，酶的活性中心形成或暴露的过程。例如，胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、羧基肽酶、弹性蛋白酶在初分泌时都是以无活性的酶原形式存在的，在一定的条件下才转变成有催化活性的酶（表3-5）。

机体内消化系统、凝血系统及纤维蛋白溶解系统的蛋白酶往往均以酶原的形式存在。在它们初分泌时都以无活性的酶原形式存在，在一定条件下水解掉1个或几个短肽而被激活。例如，胰蛋白酶在胰腺细胞合成和初分泌时，以无活性的酶原的形式存在，当它随胰液进入小肠后，在Ca ²⁺存在下受肠激酶的激活，从N-端第6位的赖氨酸和第7位的异亮氨酸之间的肽键被打断，失去一个6肽，酶蛋白的构象发生变化，并把与催化有关的His46、Asp90带至Ser183附近，构成特定的空间构象，形成活性中心，于是胰蛋白酶原转变成有催化活性的胰蛋白酶，发挥水解蛋白质的作用（图3-15）。

值得关注的是，蛋白酶原的激活具有级联反应性质。例如，胰蛋白酶生成后，同时也具备了自身激活作用，并参与激活胰凝乳蛋白酶原、羧基肽酶原A和弹性蛋白酶原，从而加速对食物的消化。

酶原的存在与激活具有重要的生理意义。消化系统的蛋白酶以酶原的形式分泌，可确保消化酶在特定的部位与环境发挥其催化作用，避免其对自身组织细胞进行消化。若胰腺内产生的蛋白酶原在组织内被错误激活，将导致急性胰腺炎，使胰腺组织甚至机体内其他组织遭到蛋白酶的破坏。

同时，酶原还可以视为酶的储存形式。例如，凝血系统及纤维蛋白溶解系统的蛋白酶类以酶原形式在血液循环中运行，一旦凝血系统被激活，凝血因子序贯活化，由酶原转变为有催化活性的酶，迅速发挥其凝血功能，实现对机体的保护作用。若凝血酶原在血管内被异常激活，则可引起弥散性血管内凝血。

除通过改变酶分子的结构外，生物体还可以通过改变酶的合成或降解速度以控制酶的含量来调节代谢。

酶蛋白合成的调节，从本质上来说，属于基因表达调控的范畴。此方面的调节主要发生在转录水平。凡是能在转录水平上促进酶蛋白生物合成的物质称为诱导剂（inducer），诱导剂诱发酶蛋白生物合成的作用称为诱导作用（induction）；在转录水平减少酶蛋白生物合成的物质称为辅阻遏剂（corepressor），辅阻遏剂与阻遏蛋白结合后，抑制基因的转录，减少酶蛋白的生成量，此过程称为阻遏作用（repression）。由于诱导剂在诱导酶基因转录后，还需要经历转录后加工、翻译和翻译后加工等多个环节，故调节效应出现较迟，一般需要数小时才能起效。但一旦起效，即使去除诱导剂，其对于代谢途径的影响也不能随之马上消除，直至诱导产生的酶蛋白被降解。因此，这种调节的效应缓慢而持久。某些酶的底物或产物、激素以及药物等往往可以影响酶的生物合成，临床上某些药物耐受的现象就和酶的诱导现象相关。

酶是机体的组成成分，也处于不断地自我更新之中。细胞内酶的含量也可通过改变酶分子的降解速度来调节。细胞内各种酶的半衰期相差很大，同时酶的降解速度与机体的营养状况及激素分泌的水平密切相关。

细胞内酶的降解与其他蛋白质的降解一样，存在两种降解途径：一是溶酶体蛋白酶降解途径（不依赖ATP的降解途径）；另一途径是非溶酶体蛋白酶降解途径（依赖ATP和泛素的降解途径）（详见第七章）。