Ir-regolament tal-attività ta 'enżimi u modi tagħhom

Bħala unità ta 'materja ħajja, li jiffunzjona bħala sett ta' sistemi bijoloġiċi miftuħa, iċ-ċellula huwa kontinwament tikkomunika mas-sustanza ambjent estern u l-enerġija. Biex tinżamm omeostatiku fiha hemm grupp ta 'sustanzi speċjali ta' natura proteina - enżimi. Istruttura, il-funzjoni u r-regolazzjoni tal-attività tal-enżimi studjati bijokimika fergħa speċjali, enzymology imsejħa. F'dan l-artikolu, bl-użu eżempji konkreti, aħna ser tikkunsidra mekkaniżmi u metodi ta 'tirregola l-attività ta' enżimi inerenti fil-mammiferi ogħla u l-bnedmin varji.

Il-kondizzjonijiet meħtieġa għall-attività enzima ottimali

aġenti bijoloġikament attivi li selettivament jaffettwaw kemm ir-reazzjoni assimilazzjoni u qsim jesebixxu propjetajiet katalitiċi tiegħu fiċ-ċelloli taħt ċerti kundizzjonijiet. Per eżempju, huwa importanti li niskopru liema parti taċ-ċellula sseħħ proċess kimiku, li jinvolvi l-enzimi. Kompartimentazzjoni Minħabba (id-diviżjoni tal-ċitoplasma għas-siti) reazzjonijiet antagonistiċi jseħħu fil-partijiet u organelli varji tagħha.

Għalhekk, sinteżi tal-proteini titwettaq fil-ribosomi u qsim tagħhom - fil hyaloplasm. regolamentazzjoni attività ċellulari ta 'enżimi li nikkatalizzaw reazzjonijiet bijokimiċi oppost, mhux biss jipprovdi l-rata tal-fluss ottimali tal-metaboliżmu, iżda wkoll jimpedixxi l-formazzjoni ta' mogħdijiet metaboliċi inutli enerġija.

multienzyme kumpless

organizzazzjoni strutturali u funzjonali ta 'l-enżimi, ċelluli unità forom enżimatiċi. Ħafna mir-reazzjonijiet kimiċi li jseħħu fiha huma interrelatati. Jekk fi prodott proċess kimiku b'ħafna stadji ta 'l-ewwel reazzjoni hija sustanza reattiva għal aktar, f'dan il-każ, l-arranġament spazjali tal enzimi fl-ċellula hija espressa partikolarment qawwi.

Għandu jiġi mfakkar li l-enzimi huma minn sempliċi natura jew proteini kumplessi. U s-sensittività tagħhom għall sottostrati ċellulari minħabba primarjament għal bidla fil-konfigurazzjoni tal-ispazju tagħha stess ta 'struttura terzjarja jew kwaternarju tal-peptide. Enżimi u jirreaġixxu għal bidliet mhux biss fil-parametri ċellulari bħal hyaloplasm kompożizzjoni kimika, il-konċentrazzjoni ta 'reactants u prodotti ta' reazzjoni, it-temperatura, iżda wkoll għall-bidliet fiċ-ċelloli ġirien jew fil-fluwidu ekstraċellulari.

Għaliex ċellula maqsuma f'kompartimenti

apparat raġonevoli u loġiku annimali selvaġġi sempliċiment aqwa. Dan japplika b'mod sħiħ għall-manifestazzjonijiet ħajja karatteristika taċ-ċellula. Għal kimiku xjentist pjuttost ċara li reazzjonijiet kimiċi enzimatiċi multidirezzjonali, per eżempju l-sinteżi ta 'glycolysis u glukosju tistax tipproċedi fl-istess tubu. Kif, allura, l-oppost iseħħ fil-hyaloplasm reazzjoni ċellola waħda, li hija l-sottostrat għall-imġiba tagħhom? Jirriżulta li l-kontenut ċellulari - il-cytosol, - fejn il-proċessi kimiċi antagonistiċi huma mwettqa separati spazjalment u forom iżolati loci - kompartimenti. Minħabba reazzjonijiet metaboliċi tagħhom ta 'mammiferi ogħla u l-bnedmin huma regolati speċjalment preċiż, u l-prodotti metaboliċi huma trasformati f'forma, faċilment jippenetra permezz tal-ħitan ta' siti taċ-ċelluli. Sussegwentement, huma jirrestawraw istruttura oriġinali tagħha. Minbarra l-cytosol, l-enzimi li jinsabu fl organelli: ribosomi, mitokondrija, nukleu, liżożomi.

Ir-rwol ta 'enżimi fil-metaboliżmu enerġija

Ikkunsidra l-decarboxylation ossidattiv ta pyruvate. Regolament ta 'attività katalitika ta' enżimi ġie studjat ukoll enzymology. Dan il-proċess bijokimiku sseħħ fil-mitokondrija - organelli dvumembrannyh ta 'ċelloli ewkarjotiċi - u proċess intermedju bejn il-glukosju qsim anossiċi u ċ-ċiklu Krebs. Pyruvate dehydrogenase kumplessi - PDH - fih tlieta enzima. Fil-mammiferi ogħla u l-bnedmin tnaqqas tagħha jiġri bil konċentrazzjoni dejjem tiżdied ta acetyl-CoA u Nath, jiġifieri fil-każ ta 'alternattivi molekuli opportunitajiet edukattivi ta' acetyl-CoA reductase. Jekk iċ-ċellola għandu bżonn porzjonijiet aktar ta 'enerġija u teħtieġ molekuli ġodda aċċettatur għal reazzjonijiet amplifikazzjoni tricarboxylic ċiklu aċidu, l-enzimi huma attivati.

X'inhu inibizzjoni allosteric

Regolament tal-attività ta 'enżimi jistgħu jitwettqu b'sustanzi speċjali - inibituri katalitiċi. Huma jistgħu jkunu marbuta b'mod kovalenti għal enzima loci speċifiċi, jinjora sit attiv tagħha. Dan iwassal għal deformazzjoni spazjali tal-istruttura katalista u awtomatikament jinvolvi tnaqqis fil-proprjetajiet enżimatiċi tagħha. Fi kliem ieħor, hemm regolazzjoni allosteric enżimi. Aħna wkoll żżid li din il-forma ta 'azzjoni katalitika enżimi oligomeric inerenti, jiġifieri dawk li molekoli jikkonsistu f'żewġ jew aktar sottounitajiet proteina polimeriċi. -PDH kumpless diskussi fit-titolu preċedenti huwa biss fiha tliet enzima oligomeric: dehydrogenase pyruvate, ta 'dehydrogenase u degidrolipoil gidrolipoil transatsetilazu.

enzimi regolatorji

Riċerka fl enzymology stabbilit fatt li r-rata ta 'reazzjonijiet kimiċi tiddependi kemm fuq il-konċentrazzjoni u l-attività tal-katalista. Ħafna drabi, l-passaġġi metaboliċi ewlenin fihom l-enzimi li jirregolaw l-rata tar-reazzjoni fis-siti kollha tagħha.

Dawn jissejħu regolatorju u normalment jaffettwaw il-reazzjoni inizjali tal-kumpless, u jistgħu jipparteċipaw fil-maġġoranza tal-proċessi kimiċi bil-mod f'reazzjoni irriversibbli, jew jingħaqdu-reactants fil-punti fergħa fil-passaġġ metaboliku.

Kif huwa l-interazzjoni peptide

metodu wieħed li permezz tiegħu r-regolament ta 'attività enżimatika iseħħ f' ċellola hija interazzjoni proteina proteina. X'inhu dan? proteini regolatorji hija amalgamata mal-molekula enzima, fejn attivazzjoni tagħhom. Per eżempju, l-enzima guanylate adenylate jinsabu fuq il-wiċċ ta 'ġewwa tal-membrana taċ-ċellula u jistgħu jinteraġixxu ma' strutturi bħal dawn bħal riċettur ormoni u l-peptide jintrema bejn dan u l-enzima. Peress li l-riċettur ormon kompost li tirriżulta bidliet proteina konferma spazjali intermedju tagħha, dan il-metodu ta 'titjib tal-proprjetajiet katalitiku ta adenylate cyclase fil-bijokimika tissejjaħ "proteini regolatorji attivazzjoni adeżjoni dovut."

Protomers u r-rwol tagħhom fil-bijokimika

Dan il-grupp ta 'sustanzi, inkella msejħa protein kinases, jaċċellera t-trasferiment tal-anjonu PO ₄ ³ amino gidroksogrupp aċidu li jappartjenu għal makromolekola peptide. Regolament tal-attività ta 'protomers enżimi se titqies mill lilna bħala eżempju ta' proteina kinase A. molekula - tetramer huwa magħmul minn żewġ katalitiku u żewġ sottounitajiet regolatorji u peptide ma jaħdimx bħala l-katalista sakemm ir-reġjun regolatorju għal protomer mehmuża molekula erba cAMP. Dan jikkawża trasformazzjoni tal-istruttura spazjali tal-proteini regolatorji, li twassal għar-rilaxx ta 'żewġ partiċelli katalitiċi proteina attivat, jiġifieri protomers dissoċjazzjoni. Jekk separati mill-sottounitajiet regolatorji tal molekula cAMP, proteina kinase kumpless inattivi għal darb'oħra restawrata għal tetramer, kif jiġri katalitiku Assoċjazzjoni u partiċelli peptide regolatorji. Għalhekk, il-mod ir-regolament ta 'attività enżimatika diskuss hawn fuq jipprovdu natura riversibbli tagħhom.

regolamentazzjoni kimika enżimi

Bijokimika u studjat dawn il-mekkaniżmi ta 'regolazzjoni tal-attività enzima, fosforilazzjoni, dephosphorylation. Il-mekkaniżmu ta 'regolamentazzjoni ta' attività enżimatika f'dan il-każ għandu l-forma segwenti: residwi aċidu amino tal-enzima li fihom OH ^-, jibdlu modifika kimika tagħhom minħabba l-espożizzjoni għall-fosfoproteinfosfataz. F'dan il-każ, korrezzjoni soġġetti għal -sit attiv tal-enżimi, fejn l-enzimi għal xi raġuni huwa attivazzjoni lilhom u għal oħrajn - inibitorju. fosfoproteinfosfataz proprjetajiet katalitiċi infushom huma regolati mill-ormoni suċċessivament. Per eżempju, lamtu annimali - glycogen - u xaħam bejn l-ikliet huma mqassma fil-passaġġ gastrointestinali, jew b'mod aktar preċiż, fil-duwodenu taħt l-influwenza ta 'glucagon - enzima frixa.

Dan il-proċess hija msaħħa permezz fosforilazzjoni ta 'enżimi gastrointestinali trofiċi. Fil-perjodu attiv ta 'diġestjoni meta l-ikel jidħol mill-istonku fil-duwodenu, sinteżi glukagon huwa msaħħaħ. Insulina - enzima frixa dak prodott mill-ċelluli alfa tal-Gżejriet ta 'Langerhans, - jinteraġixxi mar-riċettur, inkluż fosforilazzjoni ta' l-istess mekkaniżmu ta 'enżimi diġestivi.

proteolisi parzjali

Kif tistgħu taraw, il-livelli ta 'regolamentazzjoni tal-attività enzima fil-ċellula varjata. Għal enzimi li huma barra l-cytosol jew organelli (fil-plażma tad-demm jew fil-passaġġ gastrointestinali), il-metodu ta 'attivazzjoni huwa l-proċess ta' idrolisi ta 'bonds peptide CO-NH. Huwa meħtieġ, billi dawn l-enzimi huma sintetizzati f'forma inattivi. Molekula jinferaq bil-parti peptide enżima u l-bqija hija suġġetta għall-modifika tal-istruttura tas-sit attiv. Dan iwassal għall-fatt li l-enzima "tinkludi kundizzjoni tax-xogħol", jiġifieri, huwa jista 'jinfluwenza l-kors tal-proċess kimiku. Per eżempju, il-frixa enzima inattivi trypsinogen ma proteini cleaves ikel li jidħlu fil-duwodenu. Ikun seħħ taħt l-azzjoni ta 'proteolisi enteropeptidase. Wara li l-enzima huwa attivat u issa hija msejħa tripsin. proteolisi parzjali - il-proċess huwa riversibbli. Dan iseħħ f'każijiet bħal l-attivazzjoni ta 'enzimi li jkissru polipeptidi fid tagħqid tad-demm.

Rwol tal-konċentrazzjoni tal-materjali tal-bidu fil-metaboliżmu taċ-ċelluli

Regolament tal-attività tad-disponibbiltà sottostrat enzima meqjusa parzjalment f'kuntatt subtitolu "kumpless multienzyme." Ir-rata ta 'reazzjonijiet katalitiċi li jseħħu f'diversi stadji, huwa dipendenti ħafna fuq in-numru ta' molekuli ta 'l-materjal tal-bidu hija f'ċelluli hyaloplasm jew organelli. Dan huwa dovut għall-fatt li l-veloċità tal-mogħdija metabolika hija direttament proporzjonali għall-konċentrazzjoni tal-materjal tal-bidu. Il-molekoli sustanza reattiva kbar li jinsabu fil-cytosol, l-ogħla veloċità tar-reazzjonijiet kimiċi sussegwenti kollha.

regolament allosteric

Enżimi li l-attività hija kkontrollata mhux biss mill-konċentrazzjoni tal-materjali, reaġenti, iżda wkoll is-sustanzi tal-bidu effector, ikkaratterizzata mill-hekk imsejħa regolament allosteric. Ħafna minn dawn l-enzimi huma ppreżentati ma 'prodotti intermedji tal-metaboliżmu fil-ċellula. Minħabba l-effectors u implimentati r-regolament ta 'attività enżimatika. Bijokimika wera li dawn il-komposti, imsejħa enzimi allosteric huma importanti ħafna għall-metaboliżmu ta 'ċelluli, dawn ikollhom sensittività għolja ħafna għall-bidliet fil omeostatiku tagħha. Jekk l-enzima jinibixxi r-reazzjoni kimika, jiġifieri inaqqas veloċità tagħha - huwa msejjaħ effector negattiva (inibitur). Fil-każ oppost, meta jkun hemm żieda fir-rata tar-reazzjoni, niġu għall-attivatur - a effector pożittiv. F'ħafna każijiet il-materjali tal-bidu, jiġifieri l-reactants jidħlu fis-interazzjonijiet kimiċi play rwol ta 'attivaturi. Naturalment, il-prodotti ffurmati minn reazzjonijiet b'ħafna stadji jaġixxu bħala inibituri. Dan it-tip ta 'regolamentazzjoni mibnija fuq ir-relazzjoni ta' konċentrazzjoni ta 'reactants u prodotti, imsejħa heterotrophic.