Zawartość
- Podstawy enzymów
- Wyjaśnienie regulacji enzymu
- Hamowanie sprzężenia zwrotnego: definicja
- Hamowanie sprzężenia zwrotnego: przykład
Enzymy to białka, które katalizują lub znacznie przyspieszają wiele istotnych reakcji chemicznych zachodzących w organizmie przez cały czas.
Oznacza to, że ilość „wyjściowej” substancji chemicznej w reakcji lub substracie zanika szybciej, podczas gdy ilość „gotowych” chemikaliów lub produktów szybciej się kumuluje. Chociaż może to być pożądane w krótkim okresie, co dzieje się, gdy ilość produktu jest wystarczająca, ale wciąż jest wystarczająco dużo substratu do działania enzymu?
Na szczęście dla komórek mają sposób na „rozmowę” z enzymami z góry, aby dać im znać, że czas zwolnić lub zamknąć. W ten sposób jest hamowanie sprzężenia zwrotnego enzymów, forma regulacji informacji zwrotnej.
Podstawy enzymów
Enzymy są elastycznymi białkami, które przyspieszają reakcje biochemiczne, ułatwiając cząsteczce substratu przyjęcie fizycznego układu cząsteczki produktu, przy czym te dwa są zwykle bardzo blisko powiązane chemicznie.
Gdy enzym wiąże się ze swoistym substratem, często indukuje zmiana konformacyjna w cząsteczce, popychając ją w kierunku większej energii, aby przyjąć kształt cząsteczki produktu. W kategoriach rachunkowości chemicznej to ułatwienie reakcji, która w innym przypadku zachodziłaby zbyt wolno przez całe życie, dzieje się tak, ponieważ enzym obniża ją energia aktywacji reakcji.
Niektóre enzymy działają poprzez fizyczne zgięcie dwóch cząsteczek substratu poprzez zginanie, co powoduje, że reakcja zachodzi szybciej, ponieważ substraty mogą wtedy łatwiej wymieniać elektrony, materiał wiązań chemicznych.
Wyjaśnienie regulacji enzymu
Kiedy nadszedł czas, aby zatrzymać enzym, komórka ma na to wiele sposobów.
Jeden jest skończony hamowanie konkurencji enzymu, co dzieje się, gdy substancja, która bardzo przypomina substrat, zostaje wprowadzona do środowiska. To „oszukuje” enzym do przyłączenia się do nowej substancji zamiast jej zamierzonego celu. Nowa cząsteczka nazywa się konkurencyjnym inhibitorem enzymu.
W hamowanie niekonkurencyjne, nowo wprowadzona cząsteczka wiąże się również z enzymem, ale w miejscu usuniętym z miejsca, w którym wywiera swoją aktywność na substracie, zwanym allosteryczny teren. Wpływa to na enzym poprzez zmianę jego kształtu.
W aktywacja allosteryczna, podstawowa chemia jest taka sama jak w przypadku niekonkurencyjnego hamowania, z tym wyjątkiem, że enzymowi przyśpiesza, a nie zwalnia, zmiana kształtu indukowanego przez cząsteczkę wiązania z miejscem allosterycznym.
Hamowanie sprzężenia zwrotnego: definicja
W hamowanie sprzężenia zwrotnego, produkt jest używany do regulowania reakcji, która generuje ten produkt. Dzieje się tak, ponieważ sam produkt może działać jako inhibitor enzymu w określonych stężeniach, wiele reakcji „w górę” od miejsca, w którym powstaje.
Kiedy cząsteczka, którą można uważać za C, cofa reakcję o dwa etapy, aby działać jak allosteryczny inhibitor produkcji B z cząsteczki A, dzieje się tak, ponieważ w komórce zgromadziło się zbyt dużo C. Ponieważ mniej A przekształca się w B dzięki allosterycznemu hamowaniu przez C, mniej B przekształca się w C, i dzieje się tak, dopóki nie zużyje wystarczającej ilości C, aby odciągnąć go od enzymu A-do-B, aby wznowić reakcje.
Hamowanie sprzężenia zwrotnego: przykład
Synteza ATP, uniwersalnej waluty paliwowej żywych komórek, jest kontrolowana przez hamowanie sprzężenia zwrotnego.
Trójfosforan adenozyny lub ATP jest nukleotydem wytworzonym z ADP lub difosforanu adenozyny przez przyłączenie grupy fosforanowej do ADP. ATP pochodzi z oddychania komórkowego, a ATP działa jako allosteryczny inhibitor enzymów na różnych etapach procesu oddychania komórkowego.
Chociaż ATP jest cząsteczką paliwa i dlatego jest niezbędna, jest krótkotrwała i spontanicznie wraca do ADP, gdy występuje w wysokich stężeniach. Oznacza to, że nadmiar ATP zmarnowałby się tylko, gdyby komórka zadała sobie trud syntezy większych ilości niż robi to dzięki hamowaniu sprzężenia zwrotnego.