Mae rheoleiddio weithgaredd ensymau a'u ffyrdd

Fel uned o fater byw, pa swyddogaethau fel set o systemau biolegol agored, y gell yn cyfathrebu yn gyson â'r sylwedd amgylchedd allanol ac ynni. Er mwyn cynnal homeostasis ynddo mae grŵp o sylweddau arbennig o natur protein - ensymau. Strwythur, swyddogaeth a rheoleiddio gweithgaredd y ensymau a astudiwyd biocemeg gangen arbennig, ensymoleg enw. Yn yr erthygl hon, gan ddefnyddio enghreifftiau pendant, byddwn yn ystyried gwahanol ddulliau a dulliau o reoleiddio'r gweithgaredd o ensymau sy'n gynhenid mewn mamaliaid uwch a bodau dynol.

Mae'r amodau sy'n angenrheidiol ar gyfer gweithgaredd ensymau gorau posibl

asiantau fiolegol gweithredol sy'n ddetholus effeithio ar yr adwaith gymhathu a cleavage arddangos ei eiddo catalytig yn y celloedd o dan amodau penodol. Er enghraifft, mae'n bwysig cael gwybod ym mha ran o'r gell yn digwydd proses gemegol, sy'n cynnwys ensymau. adrannu ddyledus (adran y cytoplasm i'r safleoedd) adweithiau elyniaethus yn digwydd yn ei gwahanol rannau a organynnau.

Felly, synthesis protein yn cael ei wneud yn y ribosomau a'u holltiad - yn hyaloplasm. rheoleiddio gweithgarwch Cellog o ensymau sy'n catalyddu adweithiau biocemegol gyferbyn, nid yn unig yn darparu y gyfradd llif gorau posibl o metaboledd, ond hefyd yn atal ffurfio llwybrau metabolaidd ddiwerth ynni.

multienzyme cymhleth

drefnu strwythurol a swyddogaethol y ensymau, ffurflenni gelloedd uned enzymatic. Mae'r rhan fwyaf o'r adweithiau cemegol sy'n digwydd ynddo yn cydberthyn. Os mewn cynnyrch proses gemegol multistage yr adwaith cyntaf yw adweithydd am ragor, yn yr achos hwn, mae'r trefniant gofodol o ensymau yn y gell yn cael ei fynegi yn arbennig o gryf.

Rhaid cofio bod y ensymau yn cael eu drwy syml natur neu proteinau gymhleth. Ac yn eu sensitifrwydd i swbstradau cellog yn bennaf oherwydd newid yn ei ffurfwedd ofodol hun o adeiledd trydyddol neu Cwaternaidd y peptid. Ensymau ac ymateb i newidiadau, nid yn unig mewn paramedrau cellog fel hyaloplasm cyfansoddiad cemegol, crynodiad o adweithyddion a chynhyrchion adwaith, y tymheredd, ond hefyd i newidiadau yn y celloedd cyfagos neu yn yr hylif allgellog.

Pam cell rhannu'n adrannau

dyfais bywyd gwyllt rhesymol a rhesymegol syml anhygoel. Mae hyn yn berthnasol yn llawn i'r amlygiadau bywyd nodweddiadol o'r gell. Am fferyllydd gwyddonydd gwbl glir bod adweithiau cemegol enzymatic multidirectional, er enghraifft y synthesis o glycolysis a glwcos ni all fynd ymlaen yn yr un tiwb. Sut, felly, y gwrthwyneb yn digwydd yn y hyaloplasm adwaith cell sengl, sef y swbstrad am eu hymddygiad? Mae'n ymddangos bod y cynnwys cellog - y cytosol, - yr hwn y prosesau cemegol elyniaethus yn cael eu cynnal gwahanu ofodol a ffurflenni ynysig loci - adrannau. Oherwydd eu hadweithiau metabolig o famaliaid uwch a bodau dynol yn cael eu rheoleiddio yn arbennig yn union, a chynhyrchion metabolig yn cael eu trawsnewid i mewn i ffurf, yn hawdd treiddio trwy'r waliau safleoedd gell. Nesaf, maent yn adfer ei strwythur gwreiddiol. Yn ychwanegol at y cytosol, ensymau a geir yn organynnau: ribosomau, mitocondria, cnewyllyn, lysosomau.

Rôl ensymau mewn metaboledd ynni

Ystyriwch y decarboxylation oxidative o pyrwfad. Rheoleiddio gweithgarwch catalytig o ensymau mae wedi cael ei hastudio yn dda ensymoleg. Mae'r broses biocemegol yn digwydd yn y mitocondria - organynnau dvumembrannyh celloedd ewcaryotig - a phroses canolradd rhwng y glwcos hollti anocsig a'r cylch Krebs. Pyrwfad dehydrogenase cymhleth - PDH - yn cynnwys tair ensym. Mewn mamaliaid uwch a bodau dynol lleihau ei digwydd gyda cynyddol crynodiad o asetyl-CoA a Nath, hy yn achos moleciwlau gyfleoedd addysgol amgen o asetyl-CoA. Os oes angen y gell dogn o ynni ac yn gofyn moleciwlau acceptor newydd ar gyfer adweithiau addasu lefel y sain tricarboxylic cylch asid, mae'r ensymau yn cael eu gweithredu.

Beth yw ataliad allosteric

Gall Rheoleiddio weithgaredd ensymau yn cael ei wneud â sylweddau arbennig - atalyddion catalytig. Gallant fod yn gysylltiedig gofalent â ensym loci penodol, osgoi ei safle actif. Mae hyn yn arwain at anffurfio gofodol o strwythur catalydd ac yn awtomatig yn golygu lleihad yn ei eiddo enzymatic. Mewn geiriau eraill, mae rheoleiddio allosteric o weithgaredd ensymau. Rydym hefyd yn ychwanegu bod y math hwn o weithredu catalytig ensymau oligomeric cynhenid, hy rhai y mae eu moleciwlau yn cynnwys dau neu fwy o is-uned protein polymerig. GPCh-gymhleth a drafodwyd yn y teitl blaenorol yn unig yn cynnwys tair ensym oligomeric: dehydrogenase pyrwfad, mae dehydrogenase a degidrolipoil gidrolipoil transatsetilazu.

ensymau rheoleiddio

Mae ymchwil yn Enzymology sefydlodd ffaith bod y gyfradd o adweithiau cemegol yn dibynnu y ddau ar y crynodiad a gweithgaredd y catalydd. Mae'r rhan fwyaf aml, mae'r llwybrau metabolaidd mawr yn cynnwys ensymau sy'n rheoleiddio y gyfradd adwaith ar ei holl safleoedd.

Maent yn cael eu galw rheoleiddiol ac fel arfer yn effeithio ar ymateb cychwynnol y gymhleth, a gall gymryd rhan yn y rhan fwyaf o brosesau cemegol araf yn adwaith anghildroadwy, neu ymuno â'r adweithyddion mewn mannau cangen yn llwybr metabolig.

Sut mae'r rhyngweithio peptid

Un dull a ddefnyddir i reoleiddio gweithgarwch ensymau yn digwydd mewn cell yn rhyngweithio protein-protein. Beth yw e? proteinau Rheoleiddio yn uno i moleciwl ensym, lle eu actifadu. Er enghraifft, mae'r ensym cyclase adenylate lleoli ar wyneb mewnol y gellbilen a gall rhyngweithio â strwythurau fel derbynnydd hormonau a'r peptid waredu rhyngddo a'r ensym. Ers y derbynnydd hormon cyfansoddyn sy'n deillio yn newid ei protein cadarnhad gofodol canolradd, a elwir yn y dull hwn o wella priodweddau catalytig o adenylate cyclase yn biocemeg yw "proteinau rheoleiddio activation derbyn o law."

Protomers a'u rôl mewn biocemeg

Mae'r grŵp hwn o sylweddau, a elwir fel arall yn kinases protein, gyflymu'r broses o drosglwyddo'r anion PO ₄ ³ asid amino gidroksogrupp perthyn i macromolecule peptid. Bydd rheoleiddio o weithgaredd protomers ensymau yn cael eu hystyried gennym ni fel enghraifft o kinase protein A. Mae'n moleciwl - tetramer yn cynnwys dau catalytig a dau is-uned rheoleiddio a peptid nid yw'n gweithredu fel catalydd ar yr amod bod y rhanbarth rheoleiddio ar gyfer protomer ynghlwm moleciwl pedwar CAMP. Mae hyn yn achosi trawsnewid y strwythur gofodol o broteinau rheoleiddio, sy'n arwain at ryddhau dau gronynnau protein activated catalytig, hy protomers daduniad. Os wahân i'r is-uned rheoleiddio moleciwl CAMP, kinase protein cymhleth anweithgar eto adfer i tetramer, fel sy'n digwydd Cymdeithas catalytig a gronynnau peptid rheoleiddio. Felly, y ffordd y mae'r rheoleiddio gweithgaredd ensymau a drafodwyd uchod yn darparu eu natur cildroadwy.

rheoleiddio gemegol o weithgaredd ensymau

Biocemeg a astudiodd mecanweithiau hyn o reoleiddio o weithgarwch ensymau, ffosfforyleiddiad, dephosphorylation. Mae'r mecanwaith rheoleiddio gweithgaredd ensymau yn yr achos hwn mae gan y ffurf ganlynol: gweddillion asid amino o'r ensym sy'n cynnwys OH ^-, newid eu addasu cemegol o ganlyniad i amlygiad i fosfoproteinfosfataz. Yn yr achos hwn, cywiro parod i safle actif yr ensym, yr hwn y ensymau am ryw reswm mae'n eu activating ac i eraill - inhibitory. fosfoproteinfosfataz eiddo catalytig eu hunain yn cael eu rheoleiddio gan hormonau yn eu tro. Er enghraifft, starts anifeiliaid - glycogen - a braster rhwng prydau yn cael eu torri i lawr yn y llwybr gastroberfeddol, neu yn fwy cywir, yn y dwodenwm dan ddylanwad glwcagon - ensymau pancreatig.

Mae'r broses hon yn cael ei wella gan ffosfforyleiddiad o ensymau gastroberfeddol troffig. Yn y cyfnod gweithredol o dreulio pan mae bwyd yn mynd i mewn i'r stumog i mewn i'r dwodenwm, synthesis glwcagon yn cael ei wella. Inswlin - un ensym pancreatig a gynhyrchir gan y celloedd alffa o ynysigau o Langerhans, - yn rhyngweithio â'r derbynnydd, gan gynnwys ffosfforyleiddiad o'r un mecanwaith ensymau treulio.

proteolysis rhannol

Fel y gwelwch, mae lefelau rheoleiddio gweithgaredd ensymau yn y gell yn amrywio. Ar gyfer ensymau sydd y tu allan i'r cytosol neu organynnau (mewn plasma gwaed neu yn y llwybr gastroberfeddol), y dull o activation yw'r broses o hydrolysis bondiau peptid CO-NH. Mae'n ofynnol, gan fod ensymau o'r fath yn cael syntheseiddio mewn ffurf anweithredol. Moleciwl yn cael ei glynodd gan y rhan peptid ensym a'r gweddill yn ddarostyngedig i addasu strwythur y safle actif. Mae hyn yn arwain at y ffaith bod yr ensym "yn cynnwys cyflwr gweithio", hynny yw, yn gallu dylanwadu ar y cwrs y broses gemegol. Er enghraifft, nid yw'r pancreas ensym anweithgar trypsinogen Cleaves proteinau bwyd mynd i mewn i'r dwodenwm. Mae'n digwydd o dan y camau y proteolysis enteropeptidase. Ar ôl hynny mae'r ensym yn cael ei actifadu ac yn awr yn cael ei alw'n trypsin. proteolysis Rhannol - mae'r broses yn gildroadwy. Mae'n digwydd mewn achosion o'r fath fel y activation o ensymau sy'n torri i lawr polypeptidau yn ceulo gwaed.

Rôl crynodiad y deunyddiau yn dechrau yn y metaboledd gell

Mae Rheoliad y gweithgaredd o argaeledd swbstrad ensym gweld yn rhannol mewn cysylltiad is-deitl "cymhleth multienzyme." Mae'r gyfradd adweithiau catalytig yn digwydd mewn sawl cam, yn ddibynnol iawn ar nifer y moleciwlau o'r deunydd cychwyn mewn celloedd hyaloplasm neu organynnau. Mae hyn oherwydd y ffaith bod y cyflymder y llwybr metabolaidd mewn cyfrannedd union â chrynodiad y deunydd cychwyn. Mae'r moleciwlau adweithyddion mwy o faint lleoli yn y cytosol, po uchaf y cyflymder yr holl adweithiau cemegol dilynol.

rheoleiddio allosteric

Ensymau y mae eu gweithgarwch yn cael ei reoli, nid yn unig gan y crynodiad y cychwyn deunyddiau, adweithyddion, ond hefyd y sylweddau effeithydd, a nodweddir gan y rheoliad allosteric a elwir yn. Mae'r rhan fwyaf o ensymau hyn yn cael eu cyflwyno gyda chynnyrch canolradd o metaboledd yn y gell. Oherwydd y effeithyddion a'u rhoi ar waith rheoleiddio gweithgaredd ensymau. Biocemeg dangos bod cyfansoddion hyn, a elwir yn ensymau allosteric yn bwysig iawn ar gyfer y metaboledd o gelloedd, gan fod ganddynt sensitifrwydd eithriadol o uchel i newidiadau yn ei homeostasis. Os yw'r ensym yn atal yr adwaith cemegol, hy mae'n lleihau ei gyflymder - fe'i gelwir yn effeithydd negyddol (atalydd). Yn yr achos arall, pan mae cynnydd yn y gyfradd adwaith, mae'n dod i'r Activator - yn effeithydd cadarnhaol. Yn y rhan fwyaf o achosion mae'r deunyddiau cychwyn, hy yr adweithyddion mynd i mewn rhyngweithiadau cemegol yn chwarae rôl o ysgogwyr. Wrth gwrs, mae'r cynnyrch a ffurfiwyd gan adweithiau multistage ymddwyn fel atalyddion. Mae'r math hwn o reoleiddio a adeiladwyd ar y berthynas rhwng crynodiad o adweithyddion a chynhyrchion, a elwir heterotroffig.