Regulacja Allaosterica – Wikipedia

W biochemii Regulacja alosteryczna Jest to regulacja białka za pośrednictwem cząsteczki zwanej skuteczny , który wykonuje tę funkcję poprzez wiązanie z Witryna allosteryczna . Termin Allosteria wywodzi się z greckiego Allos , to znaczy „inne”, e stereos , „Struktura, stała”, w odniesieniu do oddzielenia allosterycznego miejsca białka od jego aktywnego miejsca.

Makromolekuły poddane regulacji allosterycznej zwykle mają strukturę czwartorzędową, a na każdej podjednostce mają miejsce allosteryczne. Wiązanie pracodawcy w tych miejscach jest w stanie nieznacznie zmodyfikować trzeciorzędową strukturę białka, a zatem w celu zmiany jego powinowactwa do ligandu (substrat w przypadku enzymu), umożliwiając zwiększenie lub zmniejszenie aktywności (katalityczne w przypadku enzym) w zależności od potrzeb komórki.

Nazywane są skuteczne, które nasilają aktywację białka Aktywatory alastowe , ci, którzy przeciwnie zmniejszają aktywację białka, są Allasterowe inhibitory .

Mówi się enzym z miejscami allosterycznymi Enzym allosteryczny A wiązanie, które łączy ją z pracodawcą (lub modulatorem alosterycznym), jest odwracalna, a nie kowalencyjna: pozwala enzymowi przejść z nieaktywnej do aktywnej formy. Te enzymy nie podążają za kinetyką Michaela-Mezzana: w rzeczywistości mają krzywe prędkości z trendem sigmoidalnym, co odzwierciedla obecność współpracujących interakcji między różnymi podjednostkami samego enzymu. Efekty alosteryczne nie zmieniają maksymalnej prędkości, podczas gdy modyfikują KM (stała Michaelis), zmniejszając ją w przypadku pozytywnego skutecznego lub zwiększając ją, jeśli skuteczne jest ujemne.

Na każdym szlaku metabolicznym, ponieważ musi reagować na kontekst komórki, jedna lub więcej reakcji jest katalizowanych przez enzymy regulacyjne , które mogą być enzymami lub enzymami modulowanymi przez kowalencyjne modyfikacje (na przykład fosforylacja), a dwa rodzaje regulacji mogą również współistnieć w tym samym enzymie.

Enzymy allosteryczne są na ogół większe i złożone niż enzymy nie -allosteryczne, a zwykle w układach wielostanowych pierwszym enzymem szlaku metabolicznego jest precyzyjnie enzym allosteryczny. Czasami regulacja allosteryczna może działać jako kontrola wsteczna (ujemne sprzężenie zwrotne), gdy inhibitor allosteryczny skuteczność jest reprezentowana przez iloczyn reakcji enzymatycznej.

Przykładami enzymów allosterycznych są fosforylazi glikogenu i białko Chinasi A, podczas gdy klasyczny i bardzo ważny przykład białka allosterycznego, który nie jest enzymem, jest hemoglobina.

Kiedy skuteczność białka różni się od podłoża, o którym mówimy Allosteria eterotropica , kiedy się zbiega, o którym mówimy Allosteria omotropica . Homotropowy modulator alosteryczny jest zazwyczaj aktywatorem, heterotropowy modulator alosteryczny może być aktywatorem lub inhibitorem (inhibitor ( Patrz: Inhibitor enzymu ). Cząsteczki regulacyjne mogą być reprezentowane przez iloczyn enzymu i ogólnie działają jako ujemny modulator (retroaktywne hamowanie enzymatyczne z produktu końcowego).

Wiązanie kooperacyjne jest rodzajem wiązania allosterycznego, które występuje w wielu białkach multimerycznych. Współdzielnia może powodować powstanie Pozytywna kooperatywność Gdy powinowactwo innych podjednostek enzymu do podłoża zwiększa e negatywna kooperatywność Kiedy go zmniejsza.

Archibald Hill w 1910 r. Badał wiązanie kooperacyjne między tlenem a hemoglobiną EME opisującym fenomen ilościowo. Współczynnik wzgórza jest nachyleniem krzywej graficznej wzgórza, która jest uzyskiwana z równania wzgórza i jest wskaźnikiem stopnia współpracy białka.

Modele regulacji allosterycznych białek multimerycznych [[[ zmiana |. Modifica Wikitesto ]

Część efektów alosterycznych w białkach multimerycznych można wyjaśnić oba przez Model symetryczny O Ogólnie O zgodny O MWC Zaproponowane przez Jacquesa Monoda, Jeffriesa Wymana i Jean-Pierre Changeux w 1965 roku, oba z tego sekwencyjny opisane przez Daniela Koshland i jego współpracowników George Némethy i David Film w 1966 roku. Oboje hipotezują, że podjednostki enzymu istnieją w jednym z dwóch konformacji, Napięty ( T ) ^[Pierwszy] O Zrelaksowany ^[2] ( R ), i że zrelaksowane podjednostki wiążą podłoża znacznie szybciej niż te w stanie napięcia. Dwa modele różnią się przede wszystkim instrukcjami interakcji między podjednostkami.

Model symetryczny (lub ogólny lub skoordynowany lub MWC) [[[ zmiana |. Modifica Wikitesto ]

. Model symetryczny Alosterii opiera się na następujących wynikach:

• Podjednostki enzymatyczne istnieją w dwóch zdefiniowanych stanach konformacyjnych T wyd R ( Napięty To jest Zrelaksowany ), w równowadze między nimi. Link ligandu zmienia równowagę, przenosząc ją w kierunku formy R.
• Podłoże może wiązać enzym, czy podjednostki są R, czy są t, chociaż powinowactwo wiązania jest inne, r ma większe powinowactwo, t -mało.
• Atak pierwszego drugiego itp. Ligando coraz częściej zwiększa prawdopodobieństwo, że białko trafia do R.
• Jeśli zmiana konformacji nastąpi w jednym protomerze, ta sama transformacja jest indukowana w innych w sposób skoordynowany.
• W związku z tym konformacja podjednostki jest koniecznie taka sama jak wszystkie inne (wszystkie podjednostki muszą istnieć w tej samej konformacji).
• Brak jakiegokolwiek ligandu porusza równowagę w kierunku stanu t, atak ligandu przenosi go do R.

Model sekwencyjny lub modelowy Koshland, film Nemethy [[[ zmiana |. Modifica Wikitesto ]

. Model sekwencyjny Regulacja allosteryczna utrzymuje, że podjednostki nie są powiązane, aby zmiana konformacji w indukowanej transformacji u innych. Tak więc podjednostki enzymu nie wymagają takiej samej konformacji. Ponadto, zgodnie z modelem sekwencyjnym, cząsteczki substratu wiążą się z protokołem indukowana adaptacja . Zasadniczo, gdy podjednostka losowo zderza się z cząsteczką substratu, miejsce aktywne tworzy torbę wokół podłoża. Podczas gdy tak indukowana adaptacja przekształca podjednostkę ze stanu skierowanego do zrelaksowanego, nie propaguje zmiany konformacji z sąsiednimi podjednostkami, ale powoduje jedynie niewielką zmianę w ich strukturze, tak że ich miejsca wiązania są bardziej receptyczne dla substratów .

Podsumować:

• Podpowszechności nie muszą istnieć w tej samej konformacji;
• Cząsteczki substratu są połączone indukowana adaptacja : wiązanie powoduje zmianę konformacji podjednostki z konformacji Napięty ( T ) do tego Zrelaksowany ( R );
• Linding substratu powoduje większe powinowactwo do podłoża w sąsiednich podjednostkach. . Model symetryczny Jest to w rzeczywistości limit Model sekwencyjny .

L ‘ Aktywacja alosteryczna , jak w reakcji między cząsteczkami tlenu a hemoglobiną, ma miejsce, gdy powiązanie substratu pozwala na przyciąganie między cząsteczkami substratu a innymi miejscami wiązania. W porównaniu z hemoglobiną tlen jest zarówno substratem, jak i skutecznym. Witryna allosteryczna to aktywna strona ciągłej podjednostki. Wiązanie tlenu z podjednostką wywołuje zmianę konformacyjną tej podjednostki, która wymusza pozostałe miejsca aktywne poprzez zwiększenie ich powinowactwa do tlenu.
Regulacja allosteryczna pozwala na większą wydajność transportu tlenu do tkanek, ponieważ powinowactwo hemoglobiny do tlenu jest bardzo niskie w tkankach i bardzo wysokie w płucach.

L ‘ Hamowanie alosteryczne Odbywa się to, gdy powinowactwo do podłoża w innych aktywnych miejscach zmniejsza się wraz z powiązaniem ligante. Na przykład, gdy 2,3-DPG wiąże miejsce alosteryczne na hemoglobinie, powinowactwo do tlenu wszystkich podjednostek.

• David L. Nelson, Michael M. Cox, Zasady biochemiczne Lehningera , 3rd ed., Bolonia, Zanichelli, luty 2002, ISBN 88-08-09035-3.