Regulácia enzymatickej aktivity nie je pre úspešné fungovanie bunkového procesu menej dôležité ako regulácia expresie génu na úrovni transkripcie. Existencia týchto mechanizmov umožňuje bunkám a celým organizmom jasne koordinovať implementáciu početných rozvetvených metabolických reakcií, čo zabezpečuje najvyššiu a ekonomickú úroveň metabolizmu, ako aj rýchlu prispôsobivosť meniacim sa environmentálnym podmienkam. V tomto prípade je regulácia syntézy enzýmov pomalší mechanizmus v platnosti mnoho minút alebo dokonca hodín, zatiaľ čo zmena enzymatickej aktivity nastáva okamžite a pôsobí v priebehu niekoľkých minút alebo sekúnd. Nariadenie enzýmovej aktivity sa môže nazývať "jemné nastavenie" metabolizmu buniek.
Regulácia enzymatickej aktivity môže byť vykonaná niekoľkými cestami, medzi ktoré sú najčastejšie aLOSTERICKÁ NÁROKA a kovalentná modifikácia.
Nie všetky enzýmy sú vystavené úplne, ale len tie, ktoré majú aliosterické molekuly (z gréckych alos - iné a stereos - telo, priestor) centrum - plot, ktorý sa líši od aktívneho centra charakterizovaného vysokou afinitou pre regulačné molekuly.
Takéto enzýmy sa nazývajú alto-bunka. Ich činnosť je regulovaná účasťou látok s nízkou molekulovou hmotnosťou ( efektor), ktorých spoločným prvkom je schopnosť interakcie s alto-pevným centrom, čo vedie k skresleniu konformácie proteínovej molekuly. Toto skreslenie sa prenáša do aktívneho strediska, v dôsledku čoho sa zmení aktivita enzýmu a rýchlosť zodpovedajúcej reakcie.
Efektory môžu vykonávať úlohu oboch inhibítorov aktivity enzýmov a ich aktivátorov. Príklad inhibícia Enzymatická aktivita môže byť znížením aktivity prvého enzýmu biosyntézy Tiptofánu tripotropánu v E. coli - anthranyxyintazeách počas prebytku v tryptofánovej bunke. V tento prípad Tripophán, ako konečný produkt pomenovanej biosyntetickej dráhy slúži ako kľúčová aktivita enzýmu aktivitou kľúčového enzýmu, ktorý koordinuje rýchlosť syntézy tejto aminokyseliny a umožňuje bunke zachrániť svoje zdroje. Koniec koncov, s nadbytkom tryptofánu, napríklad, keď je prítomný v prostredí rastu, bunka nie je potrebná stráviť stavebné bloky a energiu na jeho syntéze, môže použiť exogénnu aminokyselinu. Skutočne sa experimentálne dokázalo, že v procese rastu baktérií pridaných do rastového média aminokyselín, purínov a pyrimidínov pridávaných do rastového média a že tieto zlúčeniny majú inhibičný účinok na vlastnú syntézu prekurzorových molekúl. Vzhľadom k tomu, tryptofán je konečným produktom biosyntetickej cesty, ktorej rýchlosť je znížená inhibíciou kľúčového enzýmu, takýto typ regulácie sa nazýva " retroinging».
Zvýšenie aktivity alto-tuhého enzýmu pri väzbe na efektor (aktivátor) sa môže zvážiť v príklade aspartattanscarbamoylázy (ATKASE), ktoré katalyzuje prvú reakciu pyrimidínovej biosyntézy. Tento enzým je aktivovaný nukleotidom Adenosinsinfosfátu (ATP). Treba poznamenať, že zároveň zároveň zároveň zároveň inhiboval jedným z konečných produktov pomenovanej biosyntetickej dráhy - Citiditriphosforečnan (Strana), s aktivátorom a inhibítorom sa viažu na rovnaký altogether Solo Center. Reguláciou aktivity jedného enzýmu je teda zaistená koordinácia purínovej a pyrimidínovej nukleotidovej syntézy.
Mutačné poškodenie Altowork môže spôsobiť stratu enzýmovej schopnosti spájať efektorové molekuly a zmeniť ich aktivitu v reakcii na to. Tento fenomén sa používa pri výbere mikroorganizmov, aby sa získali mutanty desenzitilizovaný Enzýmy. Takéto mikroorganizmy sa často vyrábajú biologicky účinnými látkami a pre ich výber sa používajú analógy metabolitov. Napríklad 5-metyltriplowhan rovnakým spôsobom ako tryptofán je schopný inhibovať aktivitu anthralulatesintytázy, ale nenahrádza tryptofán v proteíne. Preto baktérie E. coli nie sú schopné vytvárať kolónie na syntetickom médiu s touto látkou. Sú známe mutanty E. coli, rastú na 5-metyltriptokánskom médiu. Tieto baktérie obsahujú v bunkách necitlivých na retroinhibíciu (desenzibilizujú) anthralulatedintázu a syntetizovať tryptofán v nadmerných množstvách, pričom ho zdôrazňuje do vonkajšieho prostredia.
Ďalším spoločným spôsobom regulácie aktivity enzýmov je kovalentná modifikácia - pripojenie alebo štiepenie malej chemickej skupiny z enzýmu. S pomocou takýchto modifikácií sa zvyčajne buď buď plne neaktívna forma enzýmu aktívna alebo naopak, plne aktívny enzým je inaktivovaný. Fenomén kovalentnej modifikácie zahŕňajú: obmedzená proteolýza (skrátenie polypeptidových reťazcov), fosforylácie - deacetylácia, adenilizácia - zarábanie, acetylačné-deacetylácie, atď napríklad cicavčie bunková glykogenéza, katalyzujúca glukóza transformácia na glykogén, sa inaktivuje po kovalentnom fosfátkovej pridávaní do fosfathového reťazca jednej zo serínových zvyškov a je opäť aktivovaný, keď fosfátové štiepenie. Ďalšie príklady kovalentných modifikácií enzýmu sú opísané v kapitole 3.
Špeciálnym prípadom regulácie enzýmovej aktivity je interakcia proteínového proteínu, v ktorých špeciálne proteíny vykonávajú úlohu inhibítorov enzýmov. S takýmito interakciami je blokované aktívne centrum enzýmu. Osobitná inhibícia dôležitosti s proteínmi má proteinázy na reguláciu proteináz podieľajúcich sa na modifikácii po prekladu proteínov. To prispieva k zmene rýchlosti dozrievania mnohých dôležitých proteínov pre bunky, a následne intenzít procesov, v ktorých sa táto časť zúčastňujú.
Kapitola 7. Kofaktory
V niektorých prípadoch potrebujú enzýmy špeciálnu sprostredkovateľov - kofaktory. Cofackers sú látky neexelného charakteru, ktorá funguje pri medziľahlých štádiách enzymatickej reakcie (alebo reakčného cyklu), ale nevytvárajú počas katalýzy. V ohrozovacej väčšine prípadov sa kofaktory regenerujú nezmenené na konci katalytického pôsobenia.
Kofaktory môžu byť rozdelené do dvoch hlavných skupín v chemickej povahe: cOPHERMEN.(slabo spojené s enzýmom a keď je katalýza oddelená od neho) a protetické skupiny (pevne súvisí s molekulou enzýmu).
Hlavné mechanizmy podľa ktorého kofaktory sa zúčastňujú na katalýze, sú nasledovné: \\ t
Vykonávať funkciu nosičov medzi enzýmami. Interakcia s jedným enzýmom, dopravca urýchľuje časť substrátu, migruje do iného enzýmu a potom prenáša prenosnú časť druhého enzýmového substrátu, po ktorom sa uvoľní. Takýto mechanizmus je typický pre väčšinu koenzýmov;
Vykonajte úlohu "intimosfét" dopravcu, ktorý je charakteristický v prvom rade pre propagačné skupiny. Protetická skupina spája časť molekuly substrátu a prenáša ju na druhý substrát spojený s aktívnym stredom rovnakého enzýmu. V tomto prípade je možné zvážiť protetickú skupinu ako súčasť katalytickej časti enzýmu;
Zmeňte konformáciu molekuly enzýmu, interakciu s ním mimo aktívneho centra, čo môže indukovať prechod účinného stredu do katalyticky aktívnej konfigurácie;
Stabilizovať konformáciu enzýmu, ktorý prispieva k katalyticky aktívnemu stavu;
Vykonávať funkciu matrice. Napríklad polymerásy nukleovej kyseliny potrebujú "program" - matricu podľa novej molekuly;
Zahrajte si úlohu medziľahlých spojení. Niekedy sa enzým môže použiť v reakcii molekuly kofaktora, ktorý vytvára produkt, ale v rovnakom čase súčasne za vzniku novej molekuly kofaktora.
Medzi aktuálne známe enzýmy sú asi 40% schopné uskutočňovať katalýzu len s kofaktormi. Najväčšou distribúciou je kofaktory, ktoré vykonávajú prenos redukčných ekvivalentov, fosfátových, acylových a karboxylových skupín.
Schopnosť regulovať enzýmy s významnými účastníkmi a osobitnými organizátormi bunkových procesov v ľudskom tele. Regulácia rýchlosti enzymatických reakcií v bunke je hlavným mechanizmom nielen kontroly a koordinácie metabolických ciest, ale aj rast a vývoj bunky, ako aj jeho odozvy na zmenu životného prostredia.
Existujú dva hlavné spôsoby, ako kontrolovať rýchlosť enzymatických reakcií:
Ovládajte počet enzýmov.
Množstvo enzýmu v bunke je určené pomerom rýchlosti jeho syntézy a rozpadu. Tento spôsob regulácie sadzby enzymatickej reakcie je pomalší proces (prejavujúci niekoľko hodín neskôr) ako regulácia aktivity enzýmu (takmer okamžitá odpoveď).
Kontrola aktivity enzýmu.
Aktivita enzýmu môže byť nastavená interakciou s určitými látkami, ktoré menia konformáciu aktívneho centra.
Regulácia substrátovej reakcie.
Regulácia enzymatickej aktivity vykonanej v centre podkladu sa nazýva IsaOlserrian.
Jeden z tých jednoduché spôsoby Regulácia aktivity enzýmu je regulácia zmenou koncentrácie reakčných substrátov. Čím viac je enzýmom k dispozícii molekuly látok, ktorých transformácie vykonáva, tým vyššie (až do určitých limitov) rýchlosť procesu. Pri obložení všetkých molekúl enzýmom substrátom sa reakčná rýchlosť dosiahne maximálnu úroveň. V budúcnosti sa reakčná rýchlosť môže znížiť, keď sa zásoby substrátu vyčerpajú a zvyšujú sa pri ich obnovení.
Príliš veľa koncentrácie substrátu môže tiež znížiť rýchlosť enzymatickej reakcie. Tento fenomén sa nazýva názov brzdenia substrátu.
Ako príklad brzdenia substrátu je možné bĺhať enzýmovému delenia účinná látka Acetylcholín - acetylcholinesteráza (AHE). Active centrum substrátu AHE (acetylcholín) je spojený dvoma koncami molekuly v rovnakom čase. S zvýšením koncentrácie acetylcholínu s jedným molekulou enzýmov, dva molekuly substrátu môžu súčasne reagovať súčasne, ale rôznymi koncami. V tomto prípade reakcia, podstata, ktorej spočíva v oddelení esterovej väzby v strede acetylcholínovej molekuly (s tvorbou cholínovej a kyseliny octovej), ukáže sa, že je nemožné a molekuly acetylcholízy sa zaťažené Substrát sa však nepriechoduje aktivity.
Zníženie koncentrácie acetylcholínu v médiu povedie k disociácii neaktívneho komplexu a odstrániť brzdenie. Tento mechanizmus má dôležitú fyziologickú hodnotu na reguláciu koncentrácie acetylcholínu, ktorá vykonáva v nervový systém a svaly úlohu mediátora vysielajúceho vzrušenie z jednej bunky do druhého.
ALOSTERICKEJ NARIADENIA. Enzým mení aktivitu pomocou nekovalentne pridruženého efektu. Väzba sa vyskytuje v ploti, priestorovo odstránenej z aktívneho (katalytického) stredu (allos - iné). Táto väzba spôsobuje konformačné zmeny v proteínovej molekule, čo vedie k zmene určitej geometrie katalytického centra. Aktivita sa môže zvýšiť - táto aktivácia enzýmu alebo zníženia je inhibícia.
"Správa" na upevnenie aktivátora Altoworking sa prenáša cez konformačné zmeny v katalytickej podjednotke, ktorá sa stáva komplementárnym substrátom a enzýmom "sa otočí". Keď je aktivátor odstránený, enzým sa zmení na neaktívnu formu a "vypne". ALOSTERICKEJ NARIADENIA JE HLAVNOM SPOODNOSTI NÁKLADNOSTI NÁKLADNOSTI METABLIKOV.
Metabolické reťazce.
Zvyčajne sa enzymatické reakcie v bunke organizujú do metabolických reťazcov alebo cyklov, kde najpomalší stupeň obmedzuje rýchlosť celého reťazca, to znamená, že sekvencie reakcií kombinovaných spoločnými substrátmi. Inhibítor enzýmovej polypeptidovej katalýzy
V takýchto reťazcoch je často pozorovaný takzvaný typ typ. spätná väzba. Slúži na úpravu reťazca potrebám bunky v konečnom produkte. Zásada nariadenia je, že enzýmy, ktoré stoja na začiatku reťazca, sú inhibované diaľkovými metabolitmi alebo ukončenými výrobkami.
Takáto regulácia sa najčastejšie deje alosterickým typom, keď molekula regulátora sa viaže na enzým v špeciálnom regulačnom centre. Aliosterické enzýmy často vykonávajú kľúčovú úlohu v regulácii metabolizmu, pretože majú schopnosť určiť počet dôležitých metabolitov a zmeniť svoju činnosť v súlade s tým.
V každom metabolickom okruhu je enzým, ktorý nastaví rýchlosť celého reakčného reťazca. Nazýva sa regulačný enzým.
Enzýmy regulujúce rýchlosť metabolických ciest:
- - zvyčajne pôsobia v počiatočných štádiách metabolických ciest, v miestach kľúčového vetvenia metabolických ciest;
- - Katalyzované za podmienok buniek takmer ireverzibilné reakcie prúdiace pomaly (kľúč).
Chemická modifikácia proteínov sa uskutočňuje pripevnením k aminokyselinovým zvyškom v proteínovej molekule určitých skupín: fosfátovej skupiny (s účasťou protekinínov), zvyšku mastnej kyseliny (s použitím acyltransferázy), zložiek sacharidov (glykozyl transferázy, glykozidázy ).
Proteíny majú spravidla labilnú štruktúru, ktorej balenie dôrazne závisí od vlastností chemických skupín, ktoré sú súčasťou molekuly. Z tohto dôvodu, pripojenie k ďalšej molekule zoskupenia proteínu významne ovplyvňuje štruktúru, a teda na enzymatickej aktivite molekuly. Takáto regulácia je adaptívny (adaptívny) znak.
Príklad. Regulácia aktivity enzýmu fosforyláciou-defosforyláciou. Enzým mení aktivitu v dôsledku kovalentnej modifikácie. `
V tomto prípade fosfátová skupina - ORO32- hydroxylové skupiny V zvyškoch serínu, treonínu alebo tyrozínu. V závislosti od povahy enzýmu môže fosforylácia aktivovať, alebo naopak, na inaktiváciu. Reakcia pridania fosfátovej skupiny a jej štiepenia katalyzovaných špeciálnych enzýmov - proteínkinázy a fosfatázy proteínov.
Fosforylácia je bežným spôsobom, ako zmeniť vlastnosti niektorých bunkových proteínov. Tak, vo fosforylácii zložiek cytoskeletu (komplexu štruktúrnych proteínov, ktoré zabezpečujú udržiavanie pevnosti a fungovania bunky), pevnosť jeho interakcie s membránou a formou buniek sa mení. Fosforylácia proteínov - regulátory kontrakcie aktivuje Dodávateľskú reakciu svalov.
Nariadenie s pomocou chemickej modifikácie proteínu vedie k dlhodobým dôsledkom: modifikované molekuly si zachovávajú svoje funkcie, kým špeciálne enzýmy vzlietli proteín modifikujúce chemickú skupinu a nebudú vrátené do pôvodného stavu.
Nariadenie proteínovými interakciami proteínu (asociácia-disociácia podjednotiek v oligomérnom enzýme). Napríklad enzým proteinkázy je v neaktívnej forme konštruovaný ako tetramér R2C2 (R a C - Rôzne podjednotky). Aktívna protendináza je podjednotkou, na uvoľňovanie, ktorého je potrebné disociáciu komplexu. Aktivácia enzýmu sa vyskytuje s účasťou tábora, ktorá je schopná spájať podjednotku R, potom, čo sa zmení konformácie, komplementárnosť podjednotky R a C a disociácia komplexu: R2C2 + 2CAMR 2C + 2 (R -CAMR)
Proteindininase fosforyluje zodpovedajúce enzýmy, mení ich aktivitu, a preto rýchlosť metabolizmu v bunke.
Aktivácia enzýmov čiastočnou proteolýzou.
Cacical Proteopolýza-deštrukcia proteínových štruktúr na aminokyselinové zvyšky, takže sliznica sa nezrútila z trypsínu
Niektoré enzýmy sú syntetizované spočiatku neaktívne a len po sekrécii z bunkových transferov na aktívnu formu. Neaktívny prekurzor sa nazýva profeţér. Aktivácia proprimentu zahŕňa modifikáciu primárnej štruktúry so súčasnou zmenou konformácie. Napríklad trypsinogén, syntetizovaný v pankrease, potom v črevách sa zmení na trypsín odstránením fragmentu z N-konca hexapeptidu. Rozdelenie určitých peptidové väzby "Spustí" nové interakcie R-skupín po celej molekule, čo vedie k novej konformácii, v ktorom R-skupiny aktívneho centra zaberajú optimálnu polohu na katalýzu (obr. 10).
Úlohu lipidového prostredia.
Zmena viskozity mikroúvy proteínových molekúl kontroluje interakciu medzi proteínmi v oligomérnych komplexoch a reguluje aktivitu enzýmov viazaných na membrány. Tento typ regulácie, ktorý je detegovaný v prípade mnohých membránových proteínov, poskytuje a Tenké nastavenie ich práce na hybnosti buniek bunky.
Prenájom
Klietka sa neustále stane veľký počet Rôzne chemické reakcie, ktoré tvoria metabolické cesty, sú sekvenčnou transformáciou niektorých spojení s ostatnými. Aby sa ovplyvnila rýchlosť metabolickej cesty, stačí nastaviť množstvo alebo aktivitu enzýmov. Zvyčajne existujú kľúčové enzýmy v metabolických cestách, vďaka ktorej dochádza k regulácii rýchlosti celej cesty. Tieto enzýmy sa nazývajú regulačné enzýmy; Katalyzujú, spravidla, prvé reakcie metabolickej dráhy, ireverzibilných reakcií, reakcií obmedzujúcich rýchlosť (najmlužnejšie) alebo reakcie v mieste spínania metabolickej dráhy (bodu vetvy).
Regulácia rýchlosti enzymatických reakcií sa uskutočňuje na 3 nezávislých úrovniach:
1. Zmenou počtu molekúl enzýmov;
2. Dostupnosť molekúl substrátu a koenzýmu;
3. Zmenou katalytickej aktivity molekuly enzýmu. Nariadenie katalytickej aktivity jedného alebo viacerých kľúčových enzýmov metabolickej dráhy je najdôležitejšia pri zmene rýchlosti metabolických ciest. To je vysoko efektívne I. rýchly spôsob Regulácie metabolizmu.
Hlavné spôsoby regulácie enzýmovej aktivity:
1. Prístupnosť substrátu alebo koenzýmu. Zákon o akčnom práve tu pracuje - základné právo chemickej kinetiky: Pri konštantnej teplote je rýchlosť chemickej reakcie úmerná produktu koncentrácie reakčných látok. Alebo zjednodušené - rýchlosť, s ktorou látky navzájom reagujú, závisí od ich koncentrácie. Zmena počtu aspoň jedného zo substrátov sa teda zaniká alebo začína reakciou. Napríklad pre cyklus tricarboxylových kyselín (CTC) je taký substrát oxaluacetát (kyselina siatie auxusovej). Prítomnosť oxaloacetátu "tlačí" reakciu cyklu, čo umožňuje zahrnúť acetyl-SCO molekulu do oxidácie. Je to spôsobené nedostatkom oxaloacetátu (relatívne alebo absolútne) vyvinúť ketoacidózu (vývojový mechanizmus) počas hladovania a inzulínu závislý diabetes cukru.
2. Doplňovanie je koncentrácia enzýmov a ich substrátov v jednom oddelení (jeden organel) - v endoplazmatickom retikulum, mitochondrii, lyzozómov. Napríklad enzýmy cyklu kyseliny trikarboxylovej kyseliny (CTC) a p-oxidácie mastné kyseliny Nachádza sa v mitochondriách, enzýmoch syntézy proteínov v ribozómov.
3. Zmena množstva enzýmu sa môže vyskytnúť v dôsledku zvýšenia alebo redukcie jeho syntézy. Zmena rýchlosti syntézy enzýmu zvyčajne závisí od počtu určitých hormónov alebo reakčných substrátov, napríklad: - vyhľadávanie tráviacich enzýmov počas dlhej hladovania a ich vzhľadu v období obnovy (v dôsledku zmeny sekrécie črevných hormónov); - Po tehotenstve a po pôrode v prsníku, syntéza laktosyintazy enzýmu pod vplyvom laktotropného hormónu je aktívne prebiehať;
Glukokortikoidné hormóny stimulujú syntézu enzýmu glukoneogenezené, ktorá zaisťuje stabilitu koncentrácie glukózy v krvi a odolnosť voči stresu voči stresu;
4. Obmedzená (čiastočná) proteopolýza pro-železov znamená, že syntéza niektorých enzýmov sa vykonáva vo forme väčšieho predchodcu a počas vstupu na správne miesto sa tento enzým aktivuje jedným alebo viacerými peptidovými fragmentmi z neho. Takýto mechanizmus chráni intracelulárne štruktúry pred poškodením. Príklad je aktivácia proteolytických enzýmov gastrointestinálny trakt (Trpsinogén, pepsinogén, promoberboxpedidaz), faktory koagulácie krvi, lyzozomálne enzýmy (katpyrsíny).
5. ALOSTERICKEJ NARIADENIA. Aliterické enzýmy sú postavené z dvoch alebo viacerých podjednotiek: niektoré podjednotky obsahujú katalytické centrum, iné majú alto-tuhé centrum a sú regulačné. ALosterické centrum (Allos je niekto iný) je centrum pre reguláciu aktivity enzýmu, ktorá je priestorovo oddelená od aktívneho centra a nie je k dispozícii všetkým enzýmom. Väzba s centrom Alto-stroju akejkoľvek molekuly (nazývaná aktivátor alebo inhibítor, ako aj efektor, modulátor, regulátor) spôsobuje zmenu konfigurácie fúzneho enzýmu a v dôsledku toho rýchlosť enzymatickej reakcie. Ako taký regulátor môže byť produktom produkt alebo jedna z nasledujúcich reakcií, reakčného substrátu alebo inej látky. Účinok účinku na altogéterickú (regulačnú) podjednotku mení konformáciu proteínu a podľa toho aktivity katalytickej podjednotky. Aliosterické enzýmy zvyčajne stoja na začiatku metabolických ciest a priebeh mnohých následných reakcií závisí od ich činnosti. Preto sa často označujú ako kľúčové enzýmy. Konečný metabolit biochemického procesu alebo produktu tejto reakcie sa môže objaviť ako negatívny regulátor, to znamená, že reverzný negatívny spojovací mechanizmus je aktivovaný. Ak sú regulátory počiatočný metabolit alebo reakčný substrát, naznačujú priamu reguláciu, môže to byť pozitívne aj negatívne. Aj regulátorom môže byť metabolity biochemických ciest, ktoré sú spojené s touto reakciou. Napríklad enzým energetického rozkladu glukózy, fosfofruktocinázy je regulovaný medziproduktom a konečnými produktmi tohto rozpadu. Zároveň ATP, kyselina citrónFruktóza-1,6-difosfát sú inhibítormi a aktivátormi fruktózy-6-fosfátu a AMP - enzýmom. ALOSTERICKÁ NARIADENIE veľký význam V nasledujúcich situáciách:
S anabolickými procesmi. Inhibícia konečného produktu metabolickej dráhy a aktivácia počiatočných metabolitov umožňuje regulovať syntézu týchto zlúčenín;
S katabolickými procesmi. V prípade akumulácie ATP v bunke existuje inhibícia metabolických ciest, ktoré zabezpečujú syntézu energie. Substráty sa spotrebuje pri reakcii rezervných živín;
Koordinovať anabolické a katabolické cesty. ATP a ADF - ALOSTERICKÉ EFRECTORY pôsobiace ako antagonisty;
Na koordináciu paralelných a vzájomne prepojených metabolických ciest (napríklad syntéza purínových a pyrimidínových nukleotidov použitých na syntézu nukleových kyselín). Konečné produkty jednej metabolickej dráhy teda môžu byť allo-bunkové efektory inej metabolickej dráhy.
6. Interakcia proteínového proteínu označuje situáciu, keď nemetabolity biochemických procesov pôsobia ako regulátor, ale špecifické proteíny. Všeobecne platí, že situácia je podobná mechanizmu ALTO-fajčiarskeho mechanizmu: Po vplyve akýchkoľvek faktorov na špecifických proteínoch sa aktivita týchto proteínov mení, a oni ovplyvňujú požadovaný enzým. Napríklad membránový enzým adenylát cyklázy je citlivý na účinky membránového G-proteínu, ktorý sa aktivuje pod účinkom na bunke niektorých hormónov (napríklad adrenalín a glukagón).
7. Kovalentná (chemická) modifikácia spočíva v reverzibilnom pripojení alebo štiepení určitej skupiny, čím sa mení aktivita enzýmu. Najčastejšie je taká skupina kyselina fosforečná, menej často metyl a acetylové skupiny. Fosforylácia enzýmu sa vyskytuje na zvyškoch serínu a tyrozínu. Pridanie kyseliny fosforečnej do proteínu sa uskutočňuje enzýmami proteínkinázy, štiepenia - proteínovej fosfatázy. Enzýmy môžu byť aktívne ako vo fosforylovanej a defosforylovanom stave. Napríklad enzýmy glykogenfosforylázy a glykogeézy v prípade potreby tela v glukóze fosforylované, zatiaľ čo fosforilázový glykogén sa stane aktívnym a rozdeľovaním glykogénu a glykogenéza je neaktívna. Ak je to potrebné, syntéza glykogénu oba enzým sú defosforetované, syntáza sa aktivuje, fosforyláza je neaktívna.
Aktivita enzýmov v bunke je v čase nepohodlní. Enzýmy reagujú citlivo na situáciu, v ktorej sa bunka uvidí, aby bola na faktoroch pôsobiacich na neho zvonku aj zvnútra. Hlavným cieľom takejto citlivosti enzýmov je reagovať na zmenu životného prostredia, na prispôsobenie bunky novým podmienkam, aby sa dostala správna reakcia na hormonálne a iné stimuly, a v niektorých situáciách - získať šancu prežiť.
Máme najväčšiu informačnú základňu v rakete, takže môžete vždy nájsť žiadosti
Tento materiál obsahuje časti:
Primárna proteínová štruktúra. Špecifickosť proteínov. Dedičné zmeny v primárnej štruktúre. Polymorfizmus proteínov. Dedičná proteínopatia: kosáčikovitá bunková anémia, príklady DR.
Konformácia molekúl proteínov (sekundárne a terciárne štruktúry). Typy intramolekulárnych spojení v proteínoch. Úloha priestorovej organizácie peptidového reťazca pri tvorbe aktívnych centier. Konformačné zmeny v fungovaní proteínov.
Kvartánová proteínová štruktúra. Družstevné zmeny v konformácii demonštrantov. Príklady štruktúry a fungovania oligomérnych proteínov: hemoglobín (v porovnaní s myoglobínom), aliosterickými enzýmami.
Koncept enzýmov. Špecifickosť pôsobenia enzýmov. Cofackers enzýmy. Závislosť rýchlosti enzymatických reakcií z koncentrácie substrátu, enzýmu, teploty a pH. Princípy kvantitatívneho stanovenia enzýmov. Jednotiek činnosti.
Koncepcia aktívneho centra enzýmu. Mechanizmus účinku enzýmov. Inhibítory enzýmu: reverzibilné a ireverzibilné, konkurencieschopné. Použitie inhibítorov ako liečiv.
Regulácia pôsobenia enzýmov: aliosterické mechanizmy, chemické (kovalentné) modifikácie. Proteínové interakcie. Príklady metabolických ciest regulovaných týmito mechanizmami. Fyziologickú hodnotu regulácie enzýmov.
Úloha enzýmov v metabolizme. Rôznych enzýmov. Koncepcia klasifikácie. Hereditárna primárna enzymopatie: fenylketonúria, alkaptonúria. Ďalšie príklady dedičných enzymofatov. Sekundárna enzymopatiu. Hodnota enzýmov v medicíne.
Koncepcia katabolizmu a anabolizmu a ich vzťahy. Endergonické a cováčné reakcie v metabolizme. Metódy prenosu elektrónov. Vlastnosti toku oxidačných reakcií v tele. Štávy rozdelenia látok a oslobodenie energie (kroky
Oxidoreduktase. Klasifikácia. Charakteristiky podtried. Nadmernej dehydrogenázy. Štruktúra oxidovaných a obnovených foriem. Najdôležitejšie substráty nadmerných dehydrogenázy. Dehydrogenázy závislé od FAD: sukcinátové dehydrogenázy a acylco-dehydog
Oxidačná dekarboxylácia pyruvátu a cyklu CREX: reakčná sekvencia, respiračná reťazec, regulácia, hodnota.
Respiračný reťazec, komponenty, konštrukčná organizácia. Elektrochemický potenciál, jeho hodnota.
Oxidačný fosforylácia ADP. Mechanizmus. Konjugácia a nesúhlas o oxidácii a fosforylácii v respiračnom reťazci. R / 0 koeficient. Regulácia respiračného reťazca.
Podklad fosforylácie ADP. Rozdiely od oxidačnej fosforylácie. Základné spôsoby používania ATP. Cyklus ADF-ATP. Koncepcia voľnej oxidácie a jej význam. Tkaniny redox procesov.
Funkcie sacharidov. Potreba tela v sacharidoch. Štiepenie sacharidov. Poruchy trávenia a sania sacharidov. Zjednotenie monosacharidov. Úloha pečene pri výmene sacharidov.
Biosyntéza a mobilizácia glykogénu: postupnosť reakcií, fyzickú hodnotu. Regulácia výmeny glykogénu. Glykogenéza a aggogenéza.
Anaeróbny rozpad glukózy: sekvencia reakcií, fyziologická hodnota. Úloha anaeróbneho rozpadu glukózy v svaloch. Ďalší osud kyseliny mliečnej.
Aeróbny rozpad glukózy: sekvencia reakcií, fyziologická hodnota. Úloha aeróbneho rozpadu glukózy v svaloch so svalovými prácami. Úloha aeróbneho rozpadu glukózy v mozgu.
Biosyntéza glukózy (glukoneogenéza): Možné predchodcovia, reakčná sekvencia. Cyklus glukózy-laktát (Corey cyklus) a cyklus glukózy-alanín: fyziologická hodnota. Hodnota a regulácia glulu-neogenesis z aminokyselín.
Pentosofosfátová dráha transformácie glukózy. Oxidačnú cestu tvorby penózy. Myšlienka neoxidatívnej cesty hexózy. Distribúcia, úloha, regulácia.
Lipidové funkcie. Potravinové tuky; Denná spotreba, trávenie, odsávanie produktov trávenia. Odtok tukov v črevných bunkách. Hilomikróny, štruktúra, význam, metabolizmus. Limity na zmenu koncentrácie tukov v krvi.
Oxidácia glycerínu a vyššej tukovej ks. Sekvencie reakcií. Spojenie p-oxidácie s Krebsovým cyklom a spodným reťazcom. Fyziologická hodnota oxidácie mastných kyselín v závislosti od rytmu výživy a svalovej aktivity.
Lipolýza a lipogenéza. Hodnotu. Závislosť lipogenézy z rytmu výživy a kompozície. Regulácia lipolýzy a lipogenézy. Preprava a použitie mastných kyselín vytvorených pri mobilizácii tuku.
Biosyntéza mastných kyselín: postupnosť reakcií, fyziologickej hodnoty, regulácie.
Spôsoby vzdelávania a používania acetyl-koa. Biosyntéza a hodnota ketónových telies. Limity zmien v koncentrácii ketónových telies v krvi je normálne, s hladom a diabetes mellitus.
Syntéza cholesterol, regulácia. Biologická hodnota cholesterolu. Ateroskleróza. Rizikové faktory pre rozvoj aterosklerózy.
Lipoproteidy krvi: Vlastnosti štruktúry, zloženia a funkcie rôznych lipoproteínov. Úloha pri výmene tukov a cholesterolu. Prenos zmien v koncentrácii tukov a cholesterolu v krvi. Lisidová metológia.
Funkcie peptidov a proteínov. Denná potreba proteínov. Štiepenie proteínov. Regulácia štiepenia bielkovín. Patológia štiepenia a nasávania proteínov.
Dekarboxylácia aminokyselín. Jeho podstatu. Deskarboxylácia histidínu, serínu, cysteínu, ornitínu, lyzínu a glutamátu. Úloha biogénnych amínov v regulácii metabolizmu a funkcií.
Aminoisot transaminácia. Špecificita aminotransferázy. Hodnotu transaminačných reakcií. Nepriame deamináciu aminokyselín: sekvencia reakcií, enzýmov, biologický význam.
Vzdelávanie a spôsoby, ako používať amoniak. Biosyntéza močoviny: reakčná sekvencia, regulácia. Hypeammonmia.
Výmena fenylalanínu a tyrozínu. Dedičné porušenie výmeny fenylalanínu a tyrozínu. Hodnota serínu, glycínu a metionínu.
Kreatín Syntéza: reakčná sekvencia, hodnota kreatínu fosfát. Fyziologická CreateNuria. Hodnota kreatínového a kreatinínu v diagnóze.
Nukleozidy, nukleotidy a nukleové kyseliny, štruktúra, hodnota. Rozdiely DNA a RNA. Nukleoproteis. Štiepenie nukleoproteis.
Katabolizmus purínových a pyrimidínových báz. Hyperurikémia. Dny.
Nukleotidy purínu a pyrimidínu. Biosyntéza deoxyribonukleotidov. Regulácie týchto procesov.
Replikácia DNA: Mechanizmus a biologický význam. Poškodenie DNA, poškodenie opravy a chyby replikácie DNA.
Typy RNA: Funkcie štruktúry, veľkostí a rôznych molekúl, lokalizácia v bunke, funkcie. Biosyntéza RNA (transkripcia). Štruktúra ribozómov a polyribos. Syntéza AminoAcil-TRNA. Substrátová špecifickosť aminoacyl-vysokých syntetáz.
Biologický kód. Hlavné zložky bielkovinového systému. Biosyntéza proteínu. Mechanizmus. Funkcia adaptéra TRNA a úloha mRNA v tomto procese.
Regulácia biosyntézy proteínov. Indukcia a represia o syntéze proteínov na príklade fungovania laktózy opery črevnej palice. Inhibítory biosyntézy matrici: liečivá, vírusové a bakteriálne toxíny.
Hemoglobín. Štruktúra. Syntéza a rozpad hemoglobínu. Formy bilirubínu. Spôsoby odstránenia bilirubínu a iných žlčových pigmentov. Žltačka.
Protekované frakcie krvných plazmy. Funkcie krvných plazmatických proteínov. Hypo- a hyperproteinmia, príčiny týchto štátov. Individuálne plazmatické proteíny krvi: transportné proteíny, akútne fázové proteíny.
Zvyšková dusíková krv. HUMENTÉMIA, jeho príčiny. Uremia.
Hlavné biochemické funkcie a funkcie pečene.
Vzťah výmeny tukov, sacharidov a proteínov.
Biochémia regulácie. Základné princípy a význam. Hierarchia regulačných systémov. Klasifikácia intercelulárnych regulátorov. Centrálne regulácia endokrinného systému: Úloha libiers, statínov a tropínov.
Koncept receptorov. Mechanizmus účinku hormónov prostredníctvom intracelulárnych receptorov a receptorov plazmatických membrán a druhých sprostredkovateľov (všeobecné charakteristiky).
Inzulínu. Budovanie, vzdelávanie z proinzulínu, metabolizmu, regulácie sekrécie. Vplyv na metabolizmus.
Diabetes. Patogenéza. Diabetes metabolické poruchy. Stanovenie tolerancie glukózy pri diagnostiku diabetes mellitus.
Somatotropický hormón, glukagón a iné peptidové hormóny. Biologický význam.
Hormóny nadobličiek Cortex. Syntéza, metabolizmus, regulácia sekrécie. Glukokortikosteroidy, vplyv na metabolizmus. Hypo a hyperkortizmus História Kazachstanu, stupeň 6, skúšky skúšky
Odpovede na KSE
Koncepty modernej prírodnej vied (KSA). Prírodná veda. Systém prírodných vied. Metódy vedeckých poznatkov. Organizácia hmoty. Šport a čas. Geológia
Scoopy-dellіdnitsy robot
Organizátoriya Nahukovo-Delіzyni Roboti v The Vitchestone v okolí. Pod vedemi TA її Regulačná televízia. Metodicicnі Ambrushs Science Voľný čas
Financie. Abstraktný
Abstraktné prednášky na kurze Financovanie - plné. Ruská federácia. Trh so zemín. HDP a HNP.
Nástroje vlády
Test. Pod disciplínou "Bezpečnosť vitálnej činnosti" na tému: "Burns and Frostbite: Príznaky, klasifikácia a prvá pomoc"
Aktivita enzýmov sa môže líšiť pod vplyvom rôznych vonkajších faktorov. Látky schopné ovplyvňovať činnosť enzýmov označuje ako modulátory enzýmov. Na druhej strane sú modulátory rozdelené do dvoch skupín:
1. Aktivátory. Pod ich vplyvom existuje zvýšenie aktivity enzýmov. Kovové katióny môžu pôsobiť ako aktivátory. Napríklad Na + je aktivátor amylázy ľudskej slinnej žľazy.
2. Inhibítory. Látky pod vplyvom, ktorého existuje zníženie aktivity enzýmov.
Inhibítory predstavujú veľkú skupinu látok, ktoré sa líšia v mechanizme inhibičného pôsobenia.
Tým, že inhibítory inhibítorov sú inhibítory rozdelené do: \\ t
· nezvratný (ktoré pri interakcii s enzýmom navždy zbavuje jej enzymatickú aktivitu);
· reverzibilný (ktorý dočasne znižuje aktivitu enzýmu).
Mechanizmus pôsobenia ireverzibilných inhibítorov môže byť opísaný nasledujúcou rovnicou:
V. + E. Ein.,
kde Ein. - Komplex enzýmu s inhibítorom, v ktorom nemá katalytické vlastnosti.
Rovnako ako pravidlo ireverzibilné inhibítory interagujú s funkčnými skupinami aktívneho stredu enzýmu. Sú kovalentne spojení s nimi a tak ich blokujú. Výsledkom je, že enzým stráca schopnosť interakciu s substrátom.
Klasický príklad Ireverzibilné inhibítory sú fosforody. Už mnoho rokov sa ako taký používa diizopropylfluorfosfát (DFF) v biochemických štúdiách. Fosporganické spojenia sú pripojené k serínovom zvyšku v aktívnom stredu enzýmu:
 |
Enzýmy, ktoré obsahujú v aktívnom stredu serínu, zahŕňajú cholínesterázu, trypsín, elastas atď.
Alkylačné činidlá sú široko používané ako iné ireverzibilné inhibítory. Tieto zlúčeniny interagujú s cysteínovými SH-skupinami alebo hyventidínmi imidazal radikálmi v aktívnom centre. Mechanizmus ireverzibilnej inhibície enzýmov jodacetamid:
Ako alkylačné činidlá ako ireverzibilné inhibítory v biochémii, použitie jodacetamidu, monoodetatátu atď.
Fenomén ireverzibilnej inhibície sa používa v ľudovej ekonomike a medicíne. Je založený na používaní insecticicitu (prostriedky na boj proti hmyzu), niektoré liečivé prípravky (Antichollíky). Na ich základe sú vytvorené bojové otravné látky neuro-paralytického pôsobenia zo skupiny zlúčenín fosforu.
Na rozdiel od inhibítorov ireverzibilného pôsobenia, reverzibilné inhibítory len v určitom časovom období znižujú aktivitu enzýmov. Mechanizmus ich inhibičného účinku môže byť reprezentovaný ako nasledujúce reakčné rovnice: \\ t
V.+ E. Ein.
V. + Es ESIN.
Z predložených reakčných rovníc, reverzibilné inhibítory reverzibilne pripojte k enzýmu alebo enzým-subs-aut komplex. Zároveň sa enzým stratí jeho katalytické vlastnosti.
Reverzibilné inhibítory na mechanizme inhibičného účinku sú rozdelené do konkurencieschopnýa nekonkurenčnýktoré sa od seba líšia mechanizmom inhibičného pôsobenia na enzým.
V prípade nekonkurenčnej inhibície sa inhibítor reverzibilne pripojí k enzýmu, ktorý nie je v jeho aktívnom centre. V tomto prípade sa zmení konformácia aktívnych stredových zmien, čo vedie k reverzibilnú inaktiváciu enzýmu. Pod vplyvom konkurenčného inhibítora neexistuje zmena afinity enzýmu na jeho substrát, t.j. Hodnota sa nemení Na m, ale maximálna rýchlosť enzymatickej reakcie klesá ( V. Max). Medziprodukty metabolické produkty sa môžu použiť ako nekonkurenčné inhibítory.
Konkurenčné inhibítory molekuly majú určitú podobnosť so skutočným enzýmovým substrátom. Klasickým príkladom konkurenčných inhibítorov je kyselina malónová, ktorá reverzibilne znižuje aktivitu enzýmu sukcinátu dehydrogenázy.
Kyselina kyselina jantárová kyselina
Z predložených vzorcov je možné vidieť, že kyselina malónová je naozaj silne pripomenutá štruktúra jantáru. Štrukturálna podobnosť umožňuje kyselinu malónovú viazať sa na aktívne centrum enzýmu sukcinátu dehydrogenázy. Táto zlúčenina však nie je schopná reagovať katalyzovaný enzýmom (dehydrogenačná reakcia). Inhibítor sa preto pripája k aktívnemu stredu enzýmu, čím blokuje možnosť jeho interakcie s skutočným substrátom. Pod vplyvom konkurenčného inhibítora teda tvorba enzýmu na substrát ostro znižuje (zvýšenie veľkosti Na m) ale hodnota sa nemení V. Max. Fenomén konkurenčnej inhibície sa môže odstrániť ostrým zvýšením koncentrácie substrátu v reakčnej zmesi.
Konkurenčné inhibítory na rozdiel od nekonkurencieschopnosti sú teda spojené s aktívnym stredom enzýmu, v dôsledku čoho dochádza k prudkému zvýšeniu hodnoty Na M na substrát, ktorý leží v srdci reverzibilného poklesu svojej činnosti.
Ako fyziologický konkurenčný inhibítor vykonáva sukcinátová dehydrogenáza oxalia-octová. Ako je možné vidieť z prezentovaného vzoru, tento medziprodukt metabolický produkt má tiež určitú štruktútu podobnosť s kyselinou jantárovou. Konkurenčná inhibícia sukcinátových dehydrogenáz kyseliny oxalia-octovej zohráva dôležitú úlohu v regulácii redoxných transformácií v mitochondriách:
Tam je ďalší typ regulácie enzýmovej aktivity - aLOSTERICKÁ NÁROKA. Je to charakteristika špeciálnej skupiny enzýmov - aLosterické enzýmy. Alosterické enzýmy zahŕňajú oligomérne proteíny, v štruktúre, z ktorých existujú regulačné (altoplnkové) centrá.
V zložení molekúl alkoceptických enzýmov sa rozlišujú dva typy podjednotiek:
1) katalytický(Z);
2) regulačný (R.).
Katalytické podjednotky sú reprezentované polypeptidovým reťazcom, čo je aktívne centrum enzýmu. Regulačné podjednotky obsahujú regulačné (altoherektické) centrum v ich štruktúre. ALosterické centrum Je to graf molekuly schopnej špecificky interagovať s regulátorom enzýmu. Regulačné prostriedky môžu teda pôsobiť ako aktivátory a inhibítory enzýmov.
Väzba regulátora alto-tuhého s regulačným centrom sa vyskytuje v dôsledku stérickej korešpondencie svojej molekuly aliosterického toku centra. Vzhľadom na geometrickú podobnosť povrchu molekuly regulátora a trojrozmernej štruktúry altowork medzi nimi sa vyskytne reverzibilná špecifická interakcia. Complex je vytvorený, ktorý je stabilizovaný silom slabých interakcií. V tomto prípade sa získajú sily van der wales. Okrem nich sa v stabilizácii komplexu regulátora podieľajú vodíkové väzby, ako aj hydrofóbne a elektrostatické interakcie.
V dôsledku interakcie enzýmu s alkoceptovým inhibítorom v proteínovej molekule sa konformačné posuny vyskytujú v polypeptidovom reťazci regulačnej podjednotky. Ich vzhľad ovplyvňuje interakciu Z- I. R.-Ubedinets. Výsledkom je, že konformácia polypeptidového reťazca katalytickej podjednotky katalytickej podjednotky. Takáto reštrukturalizácia je sprevádzaná výskytom posunov v štruktúre aktívneho centra, následkom zníženia afinity aktívneho stredu na substrát (zvýšenie veľkosti Na m), ktorá predurčuje inhibíciu enzýmu (obr. 33).
Obrázok 33 - Mechanizmus inhibície aliosterického enzýmu
Pridanie inhibítora alto-tuhého na aliosterické centrum vedie k zmene konformácie aktívneho stredu na katalytickej podjednotke enzýmu a znižuje jeho afinitu k substrátu.
ALOSTERICKÁ INIKTIBAŤ ROZDELENÁ. Disocičný komplex R.- Dodávky s inhibítorom je sprevádzané obnovením počiatočnej konformácie polypeptidových reťazcov podjednotiek, v dôsledku čoho je obnovená afinita aktívneho stredu na substrát.
Veľmi často je produkt reakcie alebo metabolickej dráhy, v ktorej sa enzým podieľa na úlohe inhibítorov alto-buniek. Proces inhibície reakcie enzýmovej produktu sa nazýva retroingbing.
Retrointovanie je základom negatívneho mechanizmu spätnej väzby v regulácii metabolických procesov a udržiavanie homeostázy. Vďaka tomu je zabezpečená udržiavaná konštantná úroveň rôznych medziproduktov metabolických produktov v bunkách. Príkladom retroinhibís môže byť inhibícia hexychináz s produktom reakcie s glukóza-6-fosfátom:
V niektorých prípadoch sa inhibícia nevyskytuje v dôsledku konečného produktu reakcie, ale konečný produkt spôsobu, v ktorom sa reakcia vyskytne. Retrointing enzým E. Proces výrobku P:
kde B, v, G, D - medziprodukty.
V prezentovanej sekvencii transformácií ako inhibítor enzýmu fajčenia alto-fajčenia E. Proces produktu Ročník. Podobný retroingový mechanizmus je široko nájdený v bunkách. Ako príklad, inhibícia enzýmu acetyl-ko-karboxylázy enzýmu, ktorý sa podieľa na syntéze vyšších mastných kyselín, konečný produkt syntézy mastných kyselín - kyseliny palmitovej.
Podobné, ale protiľahlé konanie o alto-tuhých enzýmoch aLOSTERICKÉ AKTIVITY. V neprítomnosti aktivátora má enzým nízku afinitu k substrátu. Pri pripájaní al-losterického centra s aktivátorom sa však zvýšenie afinity katalytického stredu na substrát zvýši, čo je sprevádzané zvýšením rýchlosti transformácie substrátu. Ako Alto aktivátory sa často vykonáva molekula reakčnej substráty. To položil hlboký biologický význam. Za podmienok, keď sa obsah substrátu zvýši v bunke, aby sa zachovala stálosť vnútorného média, je potrebné jeho likvidáciu. To sa dosahuje aktiváciou enzýmu, ktorý katalyzuje jeho transformáciu. Príkladom takejto aktivácie môže byť aktivovaná glukóza glukózy.
Aliosterické enzýmy, v ktorých substrát pôsobí ako aktivátor sa nazýva homotropné. Tieto enzýmy majú mierne identické väzbové centrá substrátu, ktoré môžu v závislosti od podmienok vykonávať funkčné a regulačné a katalytické enzýmové centrá.
Na rozdiel od homotropných enzýmov existujú heterotropné enzýmy. Tieto sú regulované modulátormi, ktorých štruktúra sa líši od substrátu. Ich štruktúra sa preto rozlišuje v štruktúre aktívny a aliosterickýcentier.
Veľmi často sa objavuje rovnaký alto-solídny enzým, aby bol schopný interakciu s niekoľkými rôznymi modulátormi - aktivátormi a inhibítormi. Ako príklad, enzým - fosfocotokináza (FFK), ktorý katalyzuje nasledujúcu reakciu:
V tomto prípade majú rôzne modulátory spravidla svoje vlastné väzbové miesta na molekule enzýmov.
Kinetika homotropných enzýmov sa líši od kinetiky non-alokutových enzýmov. Graf závislosti reakčnej rýchlosti na koncentrácii substrátu nemá hyperbolickú, ale sigmoidnú formu (obr. 34).
Obrázok 34 - Kinetika homotropných enzýmov
Z tohto dôvodu pre výpočet Na Sú to neprijateľne rovnica Michaelisa-Menten.
Sigmoidný charakter kinetiky altoworking enzýmov je spojený so špeciálnym kooperatívnym charakterom interakcie jednotlivých podjednotiek enzýmu so substrátom. Väzba každej nasledujúcej molekuly substrátu s väzbovým miestom prispieva k výskytu konformačných prejednaní v susedných podjednotkách, čo spôsobuje zvýšenie ich afinity na substrát.
Izoenzýmy
Dôležité pri zabezpečovaní účinného priebehu metabolických procesov v bunkách izoenzýmy. Izoenzýmy sú geneticky deterministické viac foriem enzýmu, ktoré katalyzujú rovnakú reakciu, ale majú inú štruktúru a fyzikálno-chemické vlastnosti.
Typickým enzýmom, ktorý je reprezentovaný izoférom, je laktát dehydrogenáza (LDH). Tento enzým katalyzuje nasledujúcu reakciu.
V elektroforéze ľudského séra v krvi sa v krvi deteguje päť rôznych proteínových frakcií, ktoré majú schopnosť katalyzovať reakciu laktátu dehydrogenázy. Je teda možné končiť o existencii piatich izoenzým LDH (obr. 35).
Obrázok 35 - Distribúcia iofermentov LDH na elektroforogramu (elektroforéza sa uskutočňuje pri pH 6,8)
Existencia existencie existencie existencie existencie existencie izoenzýmov je dôležitá pri vysvetľovaní existencie existencie existencie enzýmov - oligomérne proteíny. Ich molekula pozostáva najmenej dva podjednotky.
Pokiaľ ide o LDH, tento enzým je tetramér, t.j. Molekula obsahuje štyri samostatné podjednotky. Existujú dva rôznych typov LDH podjednotky - M-typ (svalnatý) a N-typ (srdce). Podjednotka je polypeptidový reťazec, ktorej štruktúra je kódovaná zodpovedajúcim genómom, ktorý predurčuje genetickú povahu izoenzýmov. Vzhľadom na skutočnosť, že polypeptidy podjednotiek sú produkty rôznych génov, majú:
· Rôzne aminokyselinové kompozície (primárna štruktúra);
· Sulbiotické fyzikálno-chemické vlastnosti (elektroforetická mobilita);
· Vlastnosti syntézy v rôznych tkanivách.
Vzhľadom na rozdiely v štruktúre sa izoenzýmy vyznačujú kinetikou (afinita pre substrát), zvláštnosti regulácie činnosti, ako aj lokalizácia v eukarytových bunkách a tkanivovej špecifickosti v vyšších organizmoch.
Tetramér molekuly LDD môže zadať odlišné typy Podjednotky v rôznych pomeroch. Keď je vytvorený tetramér, je možná nasledujúca kombinácia podjednotiek:
Z tohto dôvodu je dôvodom na existenciu presne piatich izoenzýmov LDH jasné: LDH 1 má minimálnu elektroforetickú mobilitu a LDH 5 je maximum.
LDH izoenzýmové gény sú vyjadrené v rôznych tkanivách: len podjednotka H-typu sa syntetizuje v srdcovom svale. Preto sa tu vytvorí len LDH 1, ktorý sa skladá výlučne z tohto typu poklesu. V pečeni I. kostrové svaly Syntetizuje sa len spoj spoj. Preto sa tu vytvorí len izoenzým LDH 5 a funkcie, pozostávajúce výlučne z M-podjednotiek. V zvyšných tkanivách pri rôznych rýchlostiach sú exprimované gény kódujúce a N- a M-podjednotky. Preto môžu byť v nich vytvorené rôzne medziprodukcie izoenzýmov LDH (LDH2-DG 4).
Vzhľadom k tomu, že podjednotky sa líšia v aminokyselinovom zložení, majú nerovnú molekulovú hmotnosť a elektrický náboj. To spôsobuje ich rôzne fyzikálno-chemické vlastnosti.
Okrem rozdielov vo fyzikálno-chemických vlastnostiach sa izoenzýmy výrazne líšia v katalytických vlastnostiach (podľa kinetických parametrov: sú charakterizované iným počtom otáčok ( V. Max) a afinita pre substrát ( Na m), ako aj na citlivosť na činnosť rôznych regulátorov).
Takže LDH 1 je veľkosť Na m vo vzťahu k kyseline mliečnej je 0,0044 M., zatiaľ čo LDH 5 - 0,0256 M.. Močovina ukazuje vlastnosti inhibítora proti LDH 5, ale neovplyvňuje LDH 1. V rovnakej dobe, inhibítor LDH 1 pôsobí kyselinou peerogradovou, ktorá nemá podobný účinok na LDH 5.
Izoenzýmy sa teda rozlišujú štruktúrou a vlastnosťami a ich existencia je geneticky stanovená. Zároveň vzniká otázka na biologickej realizovateľnosti izoenzýmov.
S cieľom triediť táto záležitosť Treba mať na pamäti, že v rôznych oddeleniach (kompartmentoch) eukaryot bunky, ako aj v rôznych tkanivách multikulového organizmu, existujú rôzne podmienky. Obsahujú nerovnú koncentráciu rovnakých substrátov a kyslíka. Vyznačujú sa rôznymi hodnotami pH a iónovým kompozíciou. Preto v bunkách rôznych tkanín, ako aj v rôznych bunkových priestoroch, rovnaké chemické transformácie sa skutočne postupujú v nerovnakých podmienkach. V tomto ohľade umožňuje existenciu izoenzýmov s rozdielmi v katalytických a regulačných vlastnostiach
1) Vykonajte rovnaké chemické transformácie s rovnakou účinnosťou v rôzne podmienky;
2) Zabezpečiť jemnú reguláciu katalytických transformácií v súlade s vlastnosťami distribúcie regulátorov v zodpovedajúcich bunkových priestoroch a rôznych tkanivách.
Špecifikovaná môže byť ilustrovaná vlastnosťami vlastností cytoplazmatických a mitochondriálnych izoenzým karbamoylfosfatsintázy. Tento enzým katalyzuje reakciu syntézy karbamoylfosfátu.
Karbamoylfosfát, ktorý sa vytvára v mitochondriách, pod pôsobením mitochondriálneho izoenzýmu, sa ďalej podieľa na spôsobe tvorby močoviny a karbamoylfosfátu, vytvorený pod vplyvom cytoplazmatického izoenzymu, sa potom použije na syntézu pyrimidínových nukleotidov. Samozrejme, že tieto enzýmy spojené s úplne odlišnými výmennými procesmi sú oddelené priestorovo a majú rôzne katalytické a regulačné vlastnosti. Ich prítomnosť v jednej bunke nám umožňuje súčasne nastať v dvoch rôznych procesoch spojených s používaním jedného predchodcu.
Existencia izoenzýmy má teda dôležitý biologický význam spojený s možnosťou priebehu rovnakých enzymatických procesov v rôznych podmienkach a z tohto dôvodu je geneticky stanovená.
Kontrolné otázky
1. Aká je podobnosť a rozdiel medzi enzýmami a neoznačenými katalyzátormi?
2. Uveďte hlavné triedy enzýmov a charakterizujte ich.
3. Aký je základ modernej medzinárodnej nomenklatúry enzýmov?
4. Uveďte definíciu koncepcie energetickej bariéry reakcie.
5. Aké sú pohľady na mechanizmus znižovania enzýmov reakcie energetickej bariéry?
6. Aký je fyzický význam konštantu mikhailis a maximálnu reakciu?
7. V ktorých jednotkách je konštanta mikhailis a maximálna rýchlosť reakcie?
8. Prečo, keď sa teplota reakčnej zmesi zvýši na optimálnu teplotu, rýchlosť enzymatickej reakcie sa zvyšuje?
9. Aké typy enzýmovej špecifickosti ste známy? Aká je špecificita enzýmov?
10. Prečo činnosť enzýmov závisí od pH životného prostredia? Aká je aktivita enzýmov do väčšej miery závisí od tohto faktora?
11. Aké metódy kvantifikácie enzýmov vám sú známe?
12. Aká je činnosť enzýmov?
13. Aké sú základné rozdiely medzi reverzibilnými a ireverzibilnými inhibítormi?
14. Aké sú konkurencieschopné inhibítory? Aké sú konkurenčné inhibítory ste známy?
15. Aký je mechanizmus altoogéterickej inhibície?
16. Aká je biologická realizovateľnosť existencie izoenzýmov?
17. Aké spôsoby frakcionácie nefeizátorov vám sú známe?
Kapitola 6. Vitamíny
Vitamíny Organické látky sa nazývajú v malých množstvách, aby sa zabezpečil normálny metabolizmus a fyziologické funkcie, nie sú syntetizované v tele a sú povinné komponenty potravín.
Potreba vitamínov na zabezpečenie živobytia tela súvisí so skutočnosťou, že väčšina z nich sa podieľa na tvorbe koenzýmov. Vzhľadom k tomu, že na zabezpečenie normálneho priebehu katalytických procesov sú potrebné veľmi malé množstvá enzýmov, ktoré nie sú tiež vynaložené v procese chemických reakcií, vitamíny sú tiež potrebné pre telo vo veľmi malých množstvách.
V súčasnosti je známy viac ako 20 vitamínov. Ich hlavné zdroje sú:
· Potraviny živočíšneho a zeleninového pôvodu;
· SAPPORTICKÁ MICROFLORRA hrubého čreva;
· Pritamíny.
Provitámny Existujú predchodcovia vitamínov, z ktorých je tvorba aktívnych vitamínov založená na rôznych cestách. Patrí medzi ne karotén (provitamín A), 7-dehydro cholesterol (provitamín d) atď.
Okrem vitamínov vyniká špeciálna skupina látky podobné vitamínom. Tieto látky majú vlastnosti vitamínov, ale sú syntetizované v ľudskom tele. Patrí medzi ne karnitín, inozitol, kyselina lipoová, cholín, kyselina pólik, vitamín U a ďalšie. Látky podobné vitamínom vykazujú vlastnosti vitamínov v zodpovedajúcich typoch organizmov.
Spolu s vitamínmi existuje skupina látok - antagonistov, ktoré sú označené termínom antivitamíny. Patrí medzi ne látky, ktoré vykazujú akciu, \\ t opačná akcia Vitamíny.
Antivitamíny môžu byť podmienečne rozdelené do dvoch skupín v závislosti od mechanizmu ich antivitamínového účinku.
1. Enzýmy zničujúce vitamíny. Príkladom zástupcov tejto skupiny môže slúžiť ako thiamase (enzým katalyzujúci transformáciu vitamínu B 1), ascorbatoxidázy (enzým katalyzuje transformáciu vitamínu C) atď.
2. Látky s podobnou štruktúrou vitamínov spôsobených, ku ktorým schopný vstupovať do vitamínov do konkurenčných vzťahov pre všeobecné väzbové miesta. Táto skupina zahŕňa deriváty vitamínov (oxytytamín atď.).
Potreba vitamínov závisí od mnohých rôznych dôvodov. Patrí medzi ne pohlavie, vek, sezóna, geografická zemepisná šírka biotop, fyzický stav, povaha práce, zdravotný stav atď.
V prípade, že dôjde k porušeniu korešpondencie medzi potrebou organizmu vitamínu a úroveň jeho vstupu do tela, dôjde k stavu vitamínovej nerovnováhy. Manifestácia vitamínovej nerovnováhy môže byť:
· Hypovitaminóza;
· Avitaminosis;
· Hypervitaminóza.
Hyovitaminóza Sú to uvádza, pri ktorých sa znižuje obsah vitamínu v tele. Existujú dve hlavné skupiny dôvodov ( externý a vnútorný), čo vedie k ich výskytu.
1. Vonkajšie sú dôvody, ktoré vedú k zníženiu prietoku vitamínov do tela s jedlom (hladovanie, stravovacie výrobky obsahujúce malé množstvo vitamínov alebo zlepšené kulinárske spracovanie).
2. Vnútorných dôvodov súvisiace s nárastom potreby tela vitamínov v rámci určitých štátov ( detstvo, tehotenstvo, závažná fyzická práca, pod tlakom a rôznymi vnútornými ochoreniami) alebo s narušením absorpcie vitamínov v tele (s rôznymi ochoreniami spojenými s poškodením gastrointestinálneho traktu).
Hypovitaminóza je pomerne rozšírená. Zvlášť často sa nachádzajú v jarnom roku.
Avitaminosis predstavujú extrémnu formu hypovitaminózy. Vyznačujú sa zmiznutím organizmu jednotlivých vitamínov. Najčastejšie je príčinou avitaminózy zastavenie vitamínov v tele s jedlom. V súčasnosti je tento stav dosť zriedkavý. Môže vzniknúť z týchto podmienok ľudí, ktorí pracujú v extrémnych podmienkach (vojenské, geológovia, námorníci atď.).
Hypervitaminóza Existujú podmienky, za ktorých sa zvyšuje obsah vitamínov v tele. Dôvod ich výskytu sa najčastejšie používa na zvýšenie príjmu vitamínov s jedlom. Najviac charakteristický výskyt hypervitaminózy pre vitamíny rozpustné v tukoch. Môže sa vyskytnúť pri dlhodobom používaní potravinárskych výrobkov bohatých na určité vitamíny, ako aj predávkovanie vitamínových prípravkov.
Klasifikácia vitamínov
Základný moderná klasifikácia Vitamíny položili ich rýchlosť. Na tomto základe sú všetky vitamíny rozdelené do:
· Život rozpustný- vitamíny A, D, E, K, F, Q;
· rozpustné vo vode - Vitamínová skupina B (v 1, 2, 3, v 5, v 6, pri 12, v c), ako aj PP, C, N a Rutin.
Vitamíny rozpustné tuk
Pre túto skupinu vitamínov sa charakterizuje rad spoločných vlastností:
1. Štruktúra mnohých vitamínov rozpustných tukov zahŕňa zvyšky izoprénových molekúl. Sú navzájom spojené v okruhu určitej dĺžky, ktoré sú do značnej miery určené neschopnosťou vitamínov rozpustných tukov vo vode a naopak, je dobrá rozpustnosť v organických rozpúšťadlách: \\ t
2. Na zaistenie sania vitamínov rozpustného tuku, je potrebné mať dostatočné množstvo žlčových kyselín v črevách, ako aj dostatočný obsah tuku, ako ich rozpúšťadlá, v potravinách.
3. Vzhľadom na skutočnosť, že vitamíny rozpustné tukom sú nerozpustné vo vode, sú prenesené v tele krvou s použitím špeciálnych proteínových nosičov. Každý vitamín sa spravidla prenesie do svojho nosiča proteínu.
4. Vitamíny rozpustné tukom sú schopné hromadiť v tkanivách vnútorných orgánov. Ako ich "depot", pečeňová tkanina je najčastejšie. Ukončenie prietoku vitamínov rozpustného tuku s jedlom bezprostredne vedie k výskytu hypovitaminózy. Je to spôsobené tým, že telo je schopné poskytnúť im z vlastného "depa" nejakú dobu.
5. Pre väčšinu vitamínov rozpustných tukov nie je typická fakultatívna funkcia.
6. Biologická úloha Vitamíny rozpustné tukom sú spojené so skutočnosťou, že majú schopnosť regulovať expresiu génov.
Napriek určitým podobnostiam však majú vitamíny rozpustné tukom významné znaky v prejave ich biologického účinku.
Vitamín a
Enzýmy (E) sú biokatalyzátory, ktoré sú proteínové zlúčeniny. Môžu to byť jednoduché alebo zložité proteíny (obsahujúce non-peer-kyslé zložky).
Enzýmy znižujú aktivačnú energiu (E A), ktorá umožňuje reakcie vo fyziologických podmienkach, s rýchlosťou viac ako 10 10-krát (300 rokov - 1 sek). Pre každú transformáciu jedného metabolity zodpovedá individuálnemu enzýmu. Hlavným vlastnosťou enzýmov je rozpoznať určité metabolity, katalyzovať ich transformáciu a zabezpečiť reguláciu katalytickej aktivity. Enzýmy sú teda charakterizované špecifickosťou substrátu a špecifickosťou účinku.
Reakcia katalyzovaná enzýmami začínajú väzbou určitého metabolitu - substrát (y) s enzýmom. Každý enzým, spravidla interaguje len s jedným substrátom a katalyzuje svoju transformáciu pred nadviazaním rovnováhy:
E + s↔ es ↔ ep ↔ e + p
Uznanie substrátu sa vyskytuje v procese väzby na enzým. Molekuly substrátu sú spojené v určitom umiestnení molekuly enzýmu - katalytického alebo aktívneho centra (AC). Ac enzým a substrát sú vhodné pre seba ako kľúč k zámku (sterickými vlastnosťami substrátu, distribúciu nábytok na jeho molekulu).
Aminokyseliny často hrajú dôležitú úlohu v aktívnom centre enzýmu zahŕňajú serín (na-skupina) a histidín (n-imidazolové kruhy).
Šošovky a protézy. Väzba a následný prenos jednotlivých fragmentov substrátu (napríklad n x), spolu s enzýmami, sú zapojené spojenia s nízkou molekulovou hmotnosťou - koenzým a pokyny.
Špeifikáty (kozmická loď alebo nosiče) sú spojené s enzýmom molekulou reverzibilne pripojiť fragment substrátu na enzým, a potom od nej oddeliť, aby sa tento fragment sprostredkoval na inom enzýmom na druhé pripojenie:
F 1 -K + S ↔ F1-K-S ↔ K-S + F 2 ↔ F 2 -K-S ↔ F 2 + K + P
Protetické skupiny (kovové ióny) sú pevne spojené s enzýmovými molekulami a nie sú oddelené počas pridania substrátu a prenosu fragmentov.
Mnohé z najvyšších organizmov nie sú schopné syntetizovať šošovky - dostávajú ich jedlom vo forme vitamínov (potreba pre nich je niekoľko mg na deň):
| Koenzým | Funkcia | Vitamín |
| Pyridoxalfosfát | Opätovné poplatok; dekarboxylácie; Racemizácia | Pyridoxín (v 6) |
| Thiaminepyrofosfát | Aeróbna dekarboxylácia; Prenos skupiny aldehyd | Tiamine (v 1) |
| COENZYME A (COA) | Prenos acylov; Aeróbna degradácia mastných kyselín a ich syntézu | Kyselina pantoténová |
| Kyselina tetrahydrofolytová | Prenos z 1 skupín | Kyselina listová |
| Biotín. | Prenos z 2. | Biotin (H) |
| Nad +. | Prenos h + a e - | Kyselina nikotínová |
| NADP +. | Prenos h + a e - | Kyselina nikotínová |
| FMN. | Prenos h + a e - | Riboflavín (v 2) |
| Fad. | Prenos h + a e - | Riboflavín (v 2) |
Pyridinnukleotidy. Nicotinamedadedinduclees (NAD +) a NicotinomydadenindinukleotidDadenindinukleotidový fosfát (NAD (P) +):
Skupina určenie funkcie týchto koenzýmov je amid kyselina nikotínová: Preneste H + zo substrátu spolu s párom elektrónov (vo forme hydridového iónu H × na pyridínový kruh, druhý atóm vodíka vo forme H + ide do roztoku). Obrázok (schéma):
CH 3 CH2 ON + NAD + ↔ CH 3 SOAM + NAD × H2
Pri 340 nm, NAD × H2 pozoruje maximálnu absorpciu.
Tento prenos je stereošpecifický: Takže alciekhydrogenáza a laktátová dehydrogenáza sa prenesú do atómu vodíka na jednej strane pyridínového kruhu a glyceraldehyd-3-fosfáthydrogenázu do druhého.
Znížená forma NAD × H2 je odpojená od jedného enzýmu a je prenášaný na druhú, kde sa podieľa na obnove S alebo hlavách do dýchacieho reťazca. NAD (P) × H2 sa podieľa najmä na redukčných štádiách biosyntézy.
Nomenklatúru enzýmov. Názov enzýmu pozostáva z:
1. Názvy substrátu s pridaním prípony (Arginázy, fosfatáza - hydrolýza zodpovedajúcej skupiny);
2. Názvy reakcie s pridaním prípony (dehydrogenázy - separácia H x, hydrolázy, transferázy).
Okrem toho používanie:
Triviálne názvy enzýmy (tripsin, pepsín, kataláza);
Systematické názvy enzýmov (v roku 1972 Komisiou o nomenklatúre biochemických zlúčenín Medzinárodnej únie teoretickej a aplikovanej chémie (IUPAC) zverejnili nové "pravidlá mena enzýmov". Podľa týchto pravidiel sú enzýmy očíslované nasledovne : Prvá hodnota označuje triedu, ku ktorej enzým označuje; druhá - charakteristika odozvy; tretie - následné detaily.
Napríklad enzým 2.1.2. - Transferza, s jedným uhlíkovým zvyškom - metyl.
Klasifikácia enzýmov. Týmom katalytickej reakcie sú enzýmy rozdelené do 6 tried: oxidoreduktázy; transferáza; hydrolázy; Lyázy; izomeráza; Ligases (syntetázy).
1. Oxidoreduktases - Podieľajte sa na oxidačných reakčných reakciách (prenos H + alebo elektróny). Zahŕňajú súhrnné. Sú rozdelené v súlade s darcom alebo akceptorom e -.
2. Transfers - vykonávajú prevod skupín atómov (CH3, SOAM, NH2, SO 4, SOO, PO 4) s použitím špeciálnych nosičov - koenzýmov.
3. Hydroláza - uskutočňuje hydrolytické rozdelenie substrátu. Názov enzýmu je postavený v súlade s typom prerušovanej komunikácie (peptidhydroláza, glukozidáza).
4. LIZES - Nonregroliticky štiepené zo substrátu skupiny s tvorbou dvojitej väzby alebo dvojlôžkových spojení z 2, H20, NH3 skupín.
5. Izomerase - katalyzová transformácia izomérov, vr. Racemikácia, CIS-Trance, pohyb dvojitej väzby, výmena skupín v asymetrickom atóme uhlíka, pohyb fosfátovej skupiny.
6. LIGÁSY - Vykonávajte syntézu v dôsledku makroehergických väzieb (ATP) (ako aj biotínu v karboxylačných reakciách).
Činnosť enzýmov. Štandardnou jednotkou aktivity je množstvo enzýmu, ktorý katalyzuje konverziu 1 μmol substrátu za minútu za štandardných podmienok (v ruštine a nemčine, v angličtine, francúzštine, taliančine, španielčine - u). Pre niektoré látky s vysokou molekulovou hmotnosťou (proteíny, polysacharidy) nie je možné stanoviť množstvo substrátu ICMOL - mikroexiquivalent zapojený do skupiny skupiny. Pre proteín je to množstvo vytvorených voľných a N-NH skupín. Pre polysacharidy - počet deficilových glykozidových väzieb.
Molekulárnou aktivitou je počet substrátových μmol alebo ekvivalentov postihnutých reakciou skupín reagovaných 1 minútach s 1 mmolom enzýmu alebo počet štandardných jednotiek aktivity obsiahnuté v 1 mmol enzýmu.
Regulácia enzýmovej aktivity v bunke. V neporušenej bunke sú všetky tečúce biochemické reakcie regulované. To zaisťuje nákladovo efektívne využívanie živín, upozorňuje nadmernú syntézu metabolitov a umožňuje bunke prispôsobiť sa podmienkam prostredia (rýchlosť syntézy špecifických metabolitov).
Pretože reakcie v bunke katalyzované enzýmami sa regulácia metabolizmu zníži na reguláciu intenzity enzymatických reakcií v dôsledku zmien aktivity enzýmov a ich čísla v bunke.
Regulácia aktivity enzýmov. Aktivita enzýmov závisí od obr. A chemické faktory. Fyzikálne faktory (Teplota, tlak, žiarenie, elektromagnetické pole) sú menej špecifické ako chemické. Mechanizmus pôsobenia chemických faktorov môže byť založený: na väzbu určitých skupín (substrát, kofaktory, inhibítory) z AC Enzýmu; Interakcia so špeciálnymi úsekami na povrchu enzýmu (odlišný od AC).
Aktivita niektorých enzýmov je regulovaná chemickou modifikáciou (kovalentná reverzibilná väzba na enzým určitého zoskupenia). Napríklad, vstup do glutamínintetázy E. coli Kyselina zvyšková adenylová vedie k zníženiu aktivity enzýmu:
glutamínCentTase + AMP ↔ Glutaminsintetáza-AMP
Podobný mechanizmus acetylácie (deacetylácie) je charakteristický pre cytraliasis fotosyntetických baktérií Rhodopseudomonas Gelatinosa. (Aktívna acetylovaná forma enzýmu).
Najrýchlejší a presný mechanizmus regulácie určitého typu enzýmov - alto-tuhá. Zaberajú kľúčové pozície v oblasti výmeny látok (nachádzajú sa na začiatku metabolických ciest, miestach ich pobočiek alebo miest konvergencie):
1. A → IN → C → D → E → F
2. A → B → C → E
V → D → E → F
Termínová arosterická inhibícia bola zavedená v roku 1961. J. Mono a F. JACOB S cieľom zdôrazniť zvláštnosť tohto typu regulácie - inhibítor interakcia s enzýmom je štruktúrne odlišný od substrátu.
Aleosterické enzýmy sú proteíny s vysokou molekulovou hmotnosťou pozostávajúcou z niekoľkých podjednotiek jedného alebo viacerých typov (všeobecná vlastnosť - obsahujú regulačné centrum). V prvom prípade podjednotka obsahuje katalytické a regulačné centrá. Regulačné centrum sa nazýva altoherektic. V druhom - niektoré podjednotky obsahujú katalytické a iné regulačné centrum. V druhom prípade sú tieto centrá oddelené priestorovo, ale sú funkčne spojené.
Niektoré metabolity sú spojené s aliosterickým centrom - efektorom (modulátory, modifikátory). Môžu byť substráty a niektoré konečné produkty metabolických ciest. Ak účinok účinku vedie k zníženiu aktivity enzýmu - negatívny efektor (inhibítor). Pozitívny efektor - aktivátor zvyšuje aktivitu enzýmu.
Regulačné účinky je spojené s počiatočnými stupňami enzymatických reakcií - tvorba komplexu enzýmového substrátu (zmena afinity enzýmu na substrát v dôsledku konformačných zmien (zmena v štruktúre terciárnej enzýmovej štruktúry).
Prípady nariadenia o alto.
1. Regulácia prvého enzýmu nekválenej dráhy baiosyntézy na konečný produkt (najjednoduchšie):
A → F1 IN → F2 C → F3 D → F4 E → F5 F
V tomto prípade, ak sa výrobok akumuluje v nadbytku, inhibuje aktivitu prvej biosyntetickej cesty enzýmovej aktivity - retroinhibícia. Používa sa bunka na syntézu niektorých aminokyselín. Napríklad so syntézou L-izoleucínu (päť po sebe idúcich enzymatických reakcií). ALOSTERICKÝ ENZYME - THREONINTISAMINE.
2. Nariadenie prvého enzýmu vetvovej cesty biosyntézy. V prípade chodníkov biosyntézy je mechanizmus regulácie na princípe spätnej väzby komplikovaný - nadprodukcia jednej z výrobkov cesty by nemala inhibovať syntézu ostatných. V regulácii činnosti sa zúčastňujú všetky konečné výrobky odbočujúcej cesty. ALosterický enzým má niekoľko allotických centier a každý konečný produkt vykonáva úlohu účinku. Napríklad syntéza aminokyselín rodiny aspartátu.
V prípade rozsiahlej cesty sú možné tieto možnosti nariadenia:
Každý efektor oddelene neovplyvňuje aktivitu aliosterického enzýmu - multivalentnej inhibície;
Každý efektor spôsobuje čiastočnú inhibíciu aktivity aliosterického enzýmu - kumulatívna (aditívna) inhibícia;
Aktivita počiatočného enzýmu je inhibovaná medziproduktom, ktorej akumulácia je kontrolovaná konečnými produktmi - sekvenčná inhibícia.
Niektoré alto-tuhé enzýmy existujú v bunke vo forme izoenzýmy - katalyzovať jednu reakciu a ich aktivita je riadená rôznymi výrobkami v dôsledku rozdielov v altrotách. To umožňuje konečné produkty nezávisle od seba navzájom inhibíciu aktivity "jeho" izoenzým. Toto je najdokonalejší mechanizmus regulácie ciest biosyntézy.
Regulácia syntézy enzýmov v bunke . V podstate je táto regulácia na úrovni transkripcie možná aj na úrovni vysielania, po prekladateľských procesoch, regulácii rozkladu enzýmov). Tento typ regulácie je založený na skutočnosti, že "čítanie" informácií uvedených v génoch sa vyskytuje selektívne a rýchlosť syntézy mRNA a následne ďalšie vysielanie sú pod komplexným kontrolným mechanizmom.
Všetky enzýmy môžu byť rozdelené (rýchlosťou syntézy) na konštitutívne a indukovateľné. Syntéza konštitutívnych enzýmov sa vyskytuje konštantný, nezávislý od podmienok prostredia, rýchlosť. Tieto enzýmy sú prítomné v bunke neustále. Počet indukovateľných enzýmov sa môže významne zmeniť v závislosti od prítomnosti určitých látok (substrátov) v médiu. V neprítomnosti substrátov v prostredí substrátu je ich obsah v bunke minimálne (niekoľko molekúl), a ak sú prezentované, zvyšuje sa na niekoľko percent. Tento typ regulácie je charakteristický pre katabolické enzýmy. Pre enzýmy zapojené do anabolizmu je reakcia ich syntézy charakterizovaná konečným produktom (pri akumulovaní v bunke produktu enzýmových reakcií, počet enzýmov klesá) a znížením koncentrácie konečného produktu , syntéza enzýmu je odvodená (podobne ako fenomén indukcia katabolických súborov).
Represie konečného produktu Enzyme Synthesis.Tento typ regulácie je charakteristický pre väčšinu anabolických enzýmov. Vykonáva sa proteíny represorov a faktory modifikujúce ich aktivitu sú efektory (konečné a medziprodukty biosyntetických ciest). Informácie o štruktúre represorov sú položené v génoch regulačných orgánov.
Represor je alt-proteín, ktorý má väzbové centrum s efektorom a väzbovým stredom so špecifickou sekciou DNA - operátorového génu. Regulátory gennes sa nachádzajú v určitej vzdialenosti od štruktúrnych génov. V bakteriálnych chrómoch sa štrukturálne gény často kombinujú do skupín, ktoré sú pod kontrolou jedného génu-operátorov - opery alebo pod kontrolou jedného regulátora gélu - pravidelnosti. Gény kombinované do záznamu môžu byť v rôznych častiach bakteriálneho chromozómu. Napríklad štruktúrne gény zodpovedné za syntézu arginínu E. coli.
Represie syntézy enzýmu. Obrázok (schéma):
Indukcia syntézy enzýmu. Indukcia syntézy enzýmu laktózy. Obrázok (schéma):
Cabolit represie. V prípade katabolickej represie je substrát rýchlo používaný bunkou schopný potláčať syntézu enzýmov iných ciest katabolizmu, ktoré sa podieľajú na transformácii relatívne pomaly používaných zdrojov uhlíka a energie. Napríklad, ak existuje glukóza a laktóza glukózy a laktóza E. coli Najprv použite glukózu a transkripcia operónu laktózy začína, keď sa používa všetka glukóza v médiu. Je to spôsobené prítomnosťou cyklického amp (3 ¢ 5 ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢
ATP ® CAMF + FFN N (Reakcia je katalyzovaná membránami asociovaným enzýmom - adenylát cykláze)
camf je schopný viazať sa na proteín s nízkou molekulovou hmotnosťou - katabolický aktivátor, ktorý nie je aktívny v voľnom stave. Komplex aktivátora CAMF-CATABOLITE sa pripojí promótor operónu laktózy, čím sa zvyšuje afinita RNA polymerázy na promótor. Množstvo CAMF závisí od toho, či nosiče glukózy fosforylované. V neprítomnosti glukózy v médiu sú fosforylované a v tomto stave zvýšiť aktivitu adenylátovej cyklázy. Defosforetované nosiče znižujú aktivitu adenylátovej cyklázy.