Sääntelyn entsyymien aktiivisuutta ja niiden tapoja

Yksikkönä elävän aineen, joka toimii joukko avoimen biologisten järjestelmien, solu on jatkuvasti yhteydessä ulkoisen ympäristön aineelle ja energiaa. Homeostaasin ylläpitämiseksi siinä on ryhmä erikoisaineista proteiinia luonto - entsyymejä. Rakenne, toiminta ja säätely entsyymien tutkittu erityisen haara biokemia, entsymologia kutsutaan. Tässä artikkelissa, käyttämällä konkreettisia esimerkkejä, harkitsemme erilaisia mekanismeja ja menetelmiä säädellä entsyymien aktiivisuutta luonnostaan korkeampi nisäkkäillä ja ihmisillä.

Tarvittavat edellytykset optimaalinen entsyymiaktiivisuus

Biologisesti aktiivisia aineita, jotka vaikuttavat selektiivisesti sekä assimilaatio reaktio ja lohkaisu osoittavat sen katalyyttisiä ominaisuuksia soluihin tietyissä olosuhteissa. Esimerkiksi, on tärkeää selvittää, mikä osa solun tapahtuu kemiallisella menetelmällä, joka käsittää entsyymit. Koska osastointi (jako sytoplasmasta sivustot) antagonistinen reaktiot tapahtuvat sen eri osien ja organelleja.

Siten, proteiinisynteesi toteutetaan ribosomien ja niiden pilkkominen - in hyaloplasm. Soluaktiivisuuden säätely entsyymejä, jotka katalysoivat biokemiallisia reaktioita vastapäätä, ei vain optimaalinen virtausnopeus aineenvaihduntaa, mutta estää myös energian hyödytön aineenvaihduntateiden.

monen entsyymin monimutkainen

Rakenteellinen ja toiminnallinen organisointi entsyymien, entsyymimuoto- yksikkö soluja. Useimmat kemiallisia reaktioita, jotka tapahtuvat sen toisiinsa. Jos monivaiheisessa kemiallisen prosessin tuote on ensimmäinen reaktio on reaktantti edelleen, tässä tapauksessa spatiaalinen järjestely entsyymien solun ilmentyy erityisen voimakkaasti.

On muistettava, että entsyymit ovat luonteeltaan yksinkertaisia tai monimutkaisia proteiineja. Ja niiden herkkyys solusubstraattien johtui pääasiassa muutokseen sen avaruudellinen konfiguraatio tertiaarinen tai kvaternaarinen rakenne peptidin. Entsyymit ja reagoida muutoksiin ei vain solun parametreja, kuten kemiallinen koostumus hyaloplasm, reaktanttien konsentraatio ja reaktion tuotteet, lämpötila, mutta myös muutoksia naapurisolujen tai solunulkoiseen nesteeseen.

Miksi solu jaettu osastoihin

Kohtuullinen ja looginen villieläinten laite yksinkertaisesti uskomaton. Tämä täysin koskee elämän ilmenemismuotoja solun ominaisuus. Ja tutkija kemisti aivan selvää, että monisuuntainen entsymaattisia kemiallisia reaktioita, esimerkiksi synteesi glykolyysin ja glukoosin ei voi edetä samaan putkeen. Miten sitten, tapahtuu päinvastoin reaktiossa hyaloplasm yksittäisen solun, joka on substraatti niiden käyttäytymistä? On käynyt ilmi, että solun sisältö - sytosoliin, - jossa antagonistinen kemiallisia prosesseja toteutetaan tilallisesti erillään ja eristetyt muodot loci - osastoissa. Johtuen niiden metabolisesta reaktioita korkeampia nisäkkäitä ja ihmisiin säädellään erityisen tarkasti, ja aineenvaihduntatuotteet muuttuvat muotoon, helposti tunkeutuu seinien läpi solun sivustoja. Seuraavaksi ne palautumaan alkuperäiseen rakenteeseen. Lisäksi sytosoliin, sisältämät entsyymit soluelimiin: ribosomeja, mitokondriot, ydin, lysosomeihin.

Rooli entsyymien energia-aineenvaihduntaan

Tarkastellaan oksidatiivisen dekarboksylaatiossa pyruvaatti. Asetus katalyyttitoiminnan entsyymien se on hyvin tutkittu Enzymology. Tämä biokemiallinen prosessi tapahtuu mitokondrioissa - dvumembrannyh soluelimiin eukaryoottisolujen - ja välissä prosessi välillä hapeton halkaisu glukoosi ja Krebsin sykli. Pyruvaattidehydrogenaasikompleksi - PDH - sisältää kolme entsyymiä. Ylemmillä nisäkkäillä ja ihmisillä vähentää tapahtuu konsentraation kasvaessa asetyyli-CoA ja Nath, eli kun kyseessä vaihtoehtoisia koulutusmahdollisuuksia molekyylejä asetyyli-CoA. Jos solu tarvitsee enemmän osia energiaa ja edellyttää uusia akseptorimolekyylien monistusreaktioihin trikarboksyylihappokicrron, entsyymit aktivoituvat.

Mikä on allosteerisinä esto

Aktiivisuuden säätelyn entsyymien voidaan suorittaa erikoisaineista - katalyyttinen estäjiä. Ne voivat olla kovalenttisesti sidoksissa tiettyihin lokuksiin entsyymi, ohittaen sen aktiivisen kohdan. Tämä johtaa spatiaalisen muodonmuutos katalyytin rakenteen ja automaattisesti heikennetään sen entsymaattiset ominaisuudet. Toisin sanoen, on allosteerinen entsyymiaktiivisuuden säätelyyn. Olemme myös lisätä, että tämä muoto on katalyyttinen vaikutus luonnostaan oligomeerisiä entsyymejä, toisin sanoen ne, joiden molekyylit koostuvat kahdesta tai useammasta polymeeristä proteiinialayksiköstä. PDH-kompleksi käsitellään edellisen nimikkeen on vain sisältää kolme oligomeerisen entsyymi: pyruvaattidehydrogenaasi, dehydrogenaasi ja degidrolipoil gidrolipoil transatsetilazu.

sääntelyn entsyymit

Tutkimus in Enzymology tosiasia, että määrä kemiallisia reaktioita riippuu sekä pitoisuus ja katalyytin aktiivisuus. Useimmiten, suuret aineenvaihduntateiden sisältää entsyymejä, jotka säätelevät reaktionopeus kaikissa sen sivustoja.

Niitä kutsutaan sääntely- ja yleensä niitä esiintyy ensireaktio monimutkainen, ja voi osallistua useimmissa hitaasti kemiallisia prosesseja peruuttamattomia reaktion tai liittyä reagenssit haarautumiskohtiin, metaboliareitin.

Miten on peptidi vuorovaikutus

Yksi menetelmä, jolla entsyymiaktiivisuuden säätelyyn tapahtuu solussa on proteiini-proteiini-vuorovaikutuksen. Mikä se on? Säätelyproteiineja yhdistetään entsyymiin molekyyliin, jolloin niiden aktivointi. Esimerkiksi, adenylaattisyklaasientsyymin sijaitsee sisäpinnalla solukalvon ja voivat olla vuorovaikutuksessa tällaisten rakenteiden kuten hormonin reseptorin ja peptidin välissä se ja entsyymin. Koska tuloksena oleva yhdiste hormonin reseptorin muuttaa proteiinin väli- spatiaalinen vahvistus, tämä menetelmä parantaa katalyyttisiä ominaisuuksia adenylaattisyklaasin biokemia on nimeltään "aktivaatio johtuu liittymistä sääteleviä proteiineja."

Protomeereissä ja niiden rooli biokemian

Tämän aineryhmän, kutsutaan toisin proteiinikinaaseja, siirtämisen nopeuttamiseksi anionin PO ₄ ³ gidroksogrupp aminohappoon, joka kuuluu peptidi makromolekyyli. Aktiivisuuden säätelyn entsyymien protomeerien pidetään meille esimerkkinä proteiinikinaasin A. molekyyli - tetrameeri koostuu kahdesta katalyyttisestä ja kaksi säätelyalayksiköt ja peptidi ei toimi katalyytin niin kauan kuin säätelyalue Protomeeri kiinnitetty neljä cAMP-molekyyliin. Tämä aiheuttaa muutos tilarakenteen säätelevien proteiinien, mikä johtaa vapautumisen kaksi katalyyttistä aktivoitua proteiini hiukkasia, eli dissosiaatio protomeerit. Jos erillään säätelyalayksiköt cAMP-molekyylin, proteiinikinaasi aktiivinen kompleksi jälleen palautetaan tetrameeri, kuten tapahtuu Association katalyyttinen ja säätelypeptidi hiukkasia. Näin ollen, miten entsyymiaktiivisuuden säätelyyn edellä tarjota reversiibeliä luonnetta.

Kemikaaliasetus Entsyymiaktiivisuuden

Biokemia ja tutkineet näitä mekanismeja entsyymiaktiivisuuden säätelyyn, fosforylaatio, defosforylaatio. Mekanismi entsyymiaktiivisuuden säätelyyn tässä tapauksessa on seuraava muoto: aminohappotähdettä entsyymiä sisältävät OH ^-, muuttaa niiden kemiallinen modifiointi johtuvat altistumisesta fosfoproteinfosfataz. Tässä tapauksessa korjaus mukautuu aktiiviseen kohtaan entsyymin, jolloin entsyymit jostain syystä se on aktivoimalla niitä ja muille - estävä. fosfoproteinfosfataz katalyyttisiä ominaisuuksia itse säätelee hormonien puolestaan. Esimerkiksi eläinten tärkkelys - glykogeenin - ja rasvaa aterioiden välillä hajoavat ruoansulatuskanavassa, tai tarkemmin, pohjukaissuolessa vaikutuksen alaisena glukagonin - haimaentsyymi.

Tämä prosessi on parannettu fosforylaatio trofia ruoansulatuskanavan entsyymien. Aktiivisen digestioaika kun ruoka tulee mahasta pohjukaissuoleen, glukagonin synteesiä on parannettu. Insuliini - yksi haiman tuottama entsyymi alfasolut Langerhansin saarekkeet, - vuorovaikutuksessa reseptorin kanssa, mukaan lukien fosforylaatio samaa menetelmää ruoansulatusentsyymien.

osittainen proteolyysi

Kuten näette, tasoja entsyymiaktiivisuuden säätelyyn solussa vaihteli. Entsyymejä, jotka ovat ulkopuolella sytosoliin tai soluelimiin (veriplasmassa tai maha-suolikanavassa), menetelmän aktivointi on prosessi peptidisidosten hydrolyysiä CO-NH. Se on tarpeen, koska tällaiset entsyymit syntetisoidaan inaktiivisessa muodossa. Molekyyli pilkkoutuu entsyymin peptidin osan ja loput edellyttää rakenteen muuttaminen aktiivisen kohdan. Tämä johtaa siihen, että entsyymi "sisältää kunnossa", eli pystyy vaikuttamaan aikana kemiallista prosessia. Esimerkiksi inaktiivinen entsyymi haiman Trypsinogeeni ei pilkkoo proteiineja ruoka kirjoittamalla pohjukaissuolen. Se tapahtuu vaikutuksen alaisena enteropeptidaasiproteiinien proteolyysiä. Jonka jälkeen entsyymi aktivoituu ja on nyt nimeltään trypsiiniä. Osittainen proteolyysiä - prosessi on palautuva. Se esiintyy tapauksissa, kuten aktivoinnin hajottavat entsyymit polypeptidien veren hyytymistä.

Rooli pitoisuus lähtöaineena solujen aineenvaihduntaa

Aktiivisuuden säätelyn entsyymin substraatin saatavuus katsottuna osittain kosketuksessa tekstitys "monientsyymikompleksin." Määrä katalyyttinen tapahtuvien reaktioiden useissa vaiheissa, on erittäin riippuvainen molekyylien lukumäärän lähtöaineen on hyaloplasm soluihin tai soluelimiin. Tämä johtuu siitä, että nopeus metaboliareitti on suoraan verrannollinen pitoisuuteen lähtöaineen. Suurempi reaktantti molekyylejä sijaitsee sytosolissa, sitä suurempi nopeus kaikkien seuraavien kemiallisten reaktioiden.

allosteerinen säätely

Entsyymejä, joiden aktiivisuus on hallinnassa ei ainoastaan pitoisuus lähtöaineista, reagensseista, mutta myös efektori aineita, tunnettu siitä, että ns allosteerinen säätely. Useimmat näistä entsyymeistä esittelyyn välituotteiden aineenvaihduntaa solussa. Koska efektorit ja toteutetaan entsyymiaktiivisuuden säätelyyn. Biokemia osoittaneet, että nämä yhdisteet, joita kutsutaan allosteerinen entsyymit ovat erittäin tärkeitä solujen aineenvaihduntaa, koska niillä on erittäin suuri herkkyys muutoksille sen homeostaasin. Jos entsyymi estää kemiallisen reaktion, eli se vähentää sen nopeus - sitä kutsutaan negatiivinen efektori (estäjä). Päinvastaisessa tapauksessa, kun on olemassa nousu reaktionopeutta, se tulee aktivaattori - positiivinen efektori. Useimmissa tapauksissa lähtöaineita, eli reaktantit tekemästä kemialliset vuorovaikutukset osansa aktivaattoreita. Tietenkin tuotteiden muodostaman monivaiheisessa reaktioissa käyttäytyvät estäjiä. Tätä säätöä rakennettu suhde reaktanttien konsentraatio ja tuotteiden, kutsutaan heterotrofinen.