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协调的质子转移促进了水对肽底物羰基碳的亲核攻击，形成酰胺二水合物。此步过渡态包括2个质子的转移——一个天冬氨酸作为广义酸提供一个质子给释放的氨基酸，而另一个天冬氨酸作为广义碱从羟基之一吸取一个质子，促进二水合物破坏形成一个羧基，底物被水解。
五、酶活性的调节控制
酶活性是受各种因素调节控制的,在第8章中曾做过初步介绍。下面主要讨论酶活性调节的其他方式。
（一）别构调控(allosteric regulation)
酶分子的非催化部位与某些化合物可逆地非共价结合后发生构象的改变,进而改变酶活性状态,称为酶的别构调节(allosteric regulation)。具有这种调节作用的酶称为别构酶(allosteric enzyme)。凡能使酶分子发生别构作用的物质称为效应物(effector)或别构剂,通常为小分子代谢物或辅因子。如因别构导致酶活性增加的物质称为正效应物(positive effector)或别构激活剂,反之称为负效应物(negative effector)或别构抑制剂。
别构调节普遍存在于生物界，许多代谢途径的关键酶利用别构调节来控制代谢途径之间的平衡。基因表达不论是调节蛋白（为 Lac 阻遏物，araC 蛋白）对转录水平的控制，还是转录后的加工（如：rRNA 的修饰成熟），或者是偶联的转录－翻译衰减机制的控制都直接或间接地与别构调节相关。因此研究别构调控有重要的生物学意义。
1. 天冬氨酸转氨甲酰酶(aspartate transcarbamylase ATCase)
(1) 嘧啶途径的终产物反馈抑制 ATCase ATCase 是嘧啶核苷酸(CTP)生物合成多酶体系反应序列中的第一个酶。其正常底物为天冬氨酸及氨甲酰磷酸，ATCase 所催化的反应如下：
$\smiles{NC(=O)OP(=O)[O-][O-]} + \smiles{NC(CC(=O))C(=O)O}$
$\xrightarrow{\text{Za2+}} Pi + \smiles{NC(=O)NC(CC(=O))C(=O)[O-]} \rightarrow \smiles{CC1(C)C(C(=O)O)N(N)C(=O)NC1=O}$
$\smiles{NC1=NC(=O)N(C=C1)[C@H]2OC@HC@@H[C@H]2O}$
Gerhart 和 Pardee 发现了 ATCase 被该生物合成途径的终产物 CTP 反馈抑制，而且，他们发现 N-氨甲酰磷酸和天冬氨酸的结合是协同的，反映到反应速率对底物浓度的 S 曲线中（图 10-46）。协同结合使底物浓度只在一个很窄的范围内开启 N-氨甲酰天冬氨酸的合成。底物分子本身对别构酶的调节作用称为同促效应（homotropic effect）。CTP 在不影响酶的 $V_{max}$ 的情况下，通过降低酶与底物的亲和性来抑制 ATCase。抑制程度可达到 90%，具体情况视底物浓度而定。ATP 则相反，它是 ATCase 的激活剂，可增强酶与底物的亲和性，也不影响 $V_{max}$。ATP 与 CTP 相互竞争调节部位，高水平的 ATP 可阻止 CTP 对酶的抑制作用。这种非底物分子的调节物对别构酶的调节作用，称为异促效应（heterotropic effect）。