تنظیم فعالیت آنزیم و راه خود را

به عنوان یک واحد از ماده زنده است، که به عنوان یک مجموعه ای از سیستم های بیولوژیکی باز کردن توابع، سلول به طور مداوم با مواد مخدر محیط خارجی و انرژی برقراری ارتباط. برای حفظ هموستاز در آن یک گروه از مواد خاص از طبیعت پروتئین وجود دارد - آنزیم ها. ساختار، عملکرد و تنظیم فعالیت آنزیم بیوشیمی شاخه های خاص، enzymology نامیده می شود. در این مقاله، با استفاده از نمونه های بتن، ما مکانیزم و روش های تنظیم فعالیت آنزیم ذاتی در پستانداران و انسان بالاتر مختلف در نظر بگیرید.

شرایط لازم برای فعالیت آنزیم بهینه

عوامل بیولوژیکی فعال انتخابی است که هر دو واکنش جذب و تسهیم در سلولهای تحت شرایط خاصی، خواص کاتالیزوری آن است. به عنوان مثال، مهم است که به پیدا کردن آنچه در بخشی از سلول می گیرد یک فرایند شیمیایی، که شامل آنزیم ها. compartmentation توجه (تقسیم سیتوپلاسم به سایت) واکنش متضاد در قطعات و اندامک های مختلف آن رخ می دهد.

در hyaloplasm - بنابراین، سنتز پروتئین است که در ریبوزوم رخ و خود انجام شده است. مقررات فعالیت سلولی آنزیم که باعث کاتالیز واکنش های بیوشیمیایی مخالف، نه تنها به ارائه سرعت جریان بهینه از سوخت و ساز بدن، بلکه مانع از شکل گیری انرژی مسیرهای متابولیکی بی فایده است.

پیچیده multienzyme

سازمان ساختاری و کارکردی از آنزیم ها، آنزیمی سلول واحد اشکال. بسیاری از واکنش های شیمیایی است که در آن به هم مرتبط هستند. اگر در یک محصول فرایند شیمیایی چند مرحله ای از واکنش برای اولین بار یک واکنش دهنده برای بیشتر است، در این مورد، آرایش فضایی آنزیم در سلول به خصوص به شدت بیان شده است.

باید به یاد داشت که آنزیم های ساده طبیعت یا پروتئین پیچیده هستند. و حساسیت خود را به لایه های سلولی عمدتا به علت تغییر در پیکربندی فضایی خود را از ساختار سوم و یا چهارتایی از پپتید. آنزیم ها و واکنش به تغییرات نه تنها در پارامترهای سلولی از جمله hyaloplasm ترکیب شیمیایی، غلظت واکنش دهنده ها و محصولات واکنش، دمای، بلکه به تغییرات در سلول های همسایه و یا در مایع خارج سلولی.

چرا سلول به محفظه تقسیم

دستگاه حیات وحش معقول و منطقی به سادگی شگفت انگیز است. این به طور کامل به تظاهرات زندگی از ویژگی های سلول اعمال می شود. برای شیمیدان دانشمند کاملا روشن است که واکنش های شیمیایی آنزیمی چند جهته، برای مثال سنتز گلیکولیز و گلوکز نمی تواند در همان لوله را ادامه دهید. پس چگونه در مقابل در hyaloplasm واکنش یک تک سلولی است که بستر برای رفتار خود رخ می دهد؟ به نظر می رسد که محتویات تلفن همراه - سیتوزول، - خزانه - که در آن فرایندهای شیمیایی خصمانه فضایی از هم جدا شده و اشکال جایگاه انجام شده است. با توجه به واکنش های متابولیکی خود از پستانداران و انسان بالاتر تنظیم خصوص دقیقا، و محصولات متابولیک به فرم تبدیل شده است، به راحتی از طریق دیواره های سایت های همراه نفوذ می کند. بعد، آنها ساختار اصلی خود بازگرداند. علاوه بر این به سیتوزول، آنزیم های موجود در اندامک: ریبوزوم، میتوکندری، هسته، لیزوزوم.

نقش آنزیم در متابولیسم انرژی

دکربوکسیلاسیون اکسیداتیو از پیروات در نظر بگیرید. تنظیم فعالیت کاتالیزوری آنزیم آن شده است به خوبی enzymology مطالعه قرار گرفت. اندامک dvumembrannyh سلولهای یوکاریوتی - - و یک فرآیند حد واسط بین گلوکز تقسیم اکسیژن و این فرایند بیوشیمیایی در میتوکندری طول می کشد چرخه کربس. پیروات دهیدروژناز پیچیده - PDH - شامل سه آنزیم. در پستانداران و انسان بالاتر کاهش اتفاق می افتد آن با افزایش غلظت استیل- CoA و نات، یعنی در مورد جایگزین فرصت های آموزشی مولکول استیل- CoA. اگر سلول نیاز بخش های بیشتری از انرژی و نیاز به مولکول های پذیرنده جدید برای واکنش های تقویت tricarboxylic چرخه اسید، آنزیم های فعال می شوند.

مهار آلوستریک است

مهار کننده های کاتالیستی - تنظیم فعالیت آنزیم را می توان با مواد خاص انجام شده است. آنها ممکن است با پیوند کووالانسی به آنزیم جایگاه خاص مرتبط است، دور زدن سایت فعال آن است. این امر منجر به تغییر شکل فضایی ساختار کاتالیزور و به طور خودکار مستلزم کاهش در خواص آنزیمی خود را. به عبارت دیگر، است دگرریختاری فعالیت آنزیم وجود دارد. ما همچنین اضافه کرد که این شکل عمل کاتالیزوری آنزیم الیگومریک ذاتی، به عنوان مثال کسانی که مولکول از دو یا چند زیر واحد پروتئین پلیمری تشکیل شده است. PDH-پیچیده مورد بحث در عنوان قبلی است که فقط شامل سه آنزیم الیگومریک: دهیدروژناز پیرووات، دهیدروژناز و degidrolipoil gidrolipoil transatsetilazu.

آنزیم های نظارتی

تحقیقات در Enzymology واقعیت است که تاسیس نرخ واکنش های شیمیایی هم وابسته به غلظت و فعالیت کاتالیست. در اکثر موارد، مسیرهای متابولیکی عمده حاوی آنزیم تنظیم سرعت واکنش در تمام سایت ها آن است.

آنها تنظیمی به نام و معمولا واکنش اولیه این مجتمع را تحت تاثیر قرار، و می تواند در بسیاری از فرایندهای شیمیایی آهسته در یک واکنش برگشت ناپذیر شرکت می کنند، و یا پیوستن به رجنتس در نقاط شعبه در مسیر سوخت و ساز.

تعامل پپتید چگونه است

یکی از این روش که توسط آن تنظیم فعالیت آنزیم در سلول رخ می دهد تعامل پروتئین-پروتئین است. آن چیست؟ پروتئین های تنظیمی به مولکول آنزیم، به موجب آن فعال سازی خود را با هم ادغام شدند. به عنوان مثال، آنزیم سیکلاز سیکلاز در سطح داخلی غشای سلول قرار دارد و ممکن است با سازه ها مانند گیرنده های هورمون و پپتید دفع بین آن و آنزیم تداخل می کنند. از آنجا که گیرنده های هورمون ترکیب حاصل را تغییر پروتئین متوسط تایید فضایی آن، این روش از بهبود خواص کاتالیزوری از سیکلاز سیکلاز در بیوشیمی است به نام "پروتئین های تنظیمی فعال الحاق به علت."

Protomers و نقش آنها در بیوشیمی

این گروه از مواد، در غیر این صورت پروتئین کیناز نامیده می شود، سرعت بخشیدن به انتقال آنیون PO ₄ ^3- اسید آمینه gidroksogrupp متعلق به یک ابر مولکول پپتید. تترامر از دو کاتالیزوری و دو زیر واحد نظارتی و پپتید تشکیل شده به عنوان کاتالیزور عمل نیست تا زمانی که منطقه نظارتی برای protomer متصل یک مولکول چهار کمپ - تنظیم فعالیت آنزیم protomers خواهد شد توسط ما به عنوان مثال از پروتئین کیناز A. این مولکول در نظر گرفته. این باعث می شود انتقال از ساختار فضایی پروتئین های تنظیم کننده، که منجر به آزادی دو ذرات کاتالیزوری پروتئین فعال شده است، به عنوان مثال protomers تفکیک. اگر جدا از زیرواحدهای نظارتی از مولکول اردوگاه، پروتئین کیناز پیچیده غیر فعال دوباره به تترامر ترمیم، به عنوان کاتالیزوری رخ می دهد انجمن و ذرات پپتید نظارتی. بنابراین، راه تنظیم فعالیت آنزیم در بالا بحث طبیعت برگشت پذیر را فراهم میآورد.

مقررات مواد شیمیایی فعالیت آنزیم

این مکانیسم های تنظیم فعالیت آنزیم، فسفوریلاسیون، دفسفریلاسیون بیوشیمی و مطالعه قرار گرفت. ساز و کار تنظیم فعالیت آنزیم در این مورد به صورت زیر است: باقی مانده اسید آمینه از آنزیم حاوی OH ^-، تغییر اصلاح شیمیایی خود را به دلیل قرار گرفتن در معرض fosfoproteinfosfataz. در این مورد، اصلاح متمایل به سایت فعال آنزیم، که در آن آنزیم برای برخی از دلیل آن فعال آنها و برای دیگران - مهاری. fosfoproteinfosfataz خواص کاتالیزوری خود توسط هورمون به نوبه خود تنظیم می شود. به عنوان مثال، نشاسته حیوانی - گلیکوژن - و چربی در بین وعده های غذایی در دستگاه گوارش شکسته، یا دقیق تر، در دوازدهه تحت تاثیر گلوکاگون - آنزیم لوزالمعده.

این فرآیند توسط فسفوریلاسیون آنزیم تغذیهای دستگاه گوارش افزایش یافته است. در دوره فعال هضم غذا وارد از معده به دوازدهه، سنتز گلوکاگون افزایش یافته است. انسولین - یکی آنزیم لوزالمعده تولید شده توسط سلولهای آلفا جزایر لانگرهانس، - تعامل با گیرنده، از جمله فسفوریلاسیون از همان مکانیزم آنزیم گوارشی دارد.

پروتئولیز جزئی

همانطور که می بینید، سطح تنظیم فعالیت آنزیم در سلول متفاوت بود. برای آنزیم هایی که در خارج از سیتوزول و یا اندامکهای (در پلاسمای خون و یا در دستگاه گوارش) هستند، روش فعال سازی فرایند هیدرولیز اوراق قرضه پپتید CO-NH است. لازم است، از جمله آنزیم ها در یک فرم غیر فعال سنتز شده است. مولکول های آنزیم بخش پپتید شکاف و باقی مانده به اصلاح ساختار سایت فعال است. این امر منجر به این واقعیت است که آنزیم "شامل شرایط کار"، است که، قادر به نفوذ در این دوره از فرآیند شیمیایی است. به عنوان مثال، پانکراس آنزیم غیر فعال پسینوژن کلیوز پروتئین مواد غذایی از ورود به دوازدهه است. آن را می گیرد تحت عمل پروتئولیز enteropeptidase. پس از آن آنزیم فعال است و در حال حاضر به نام تریپسین. پروتئولیز جزئی - در فرآیند برگشت پذیر است. این در مواردی مانند فعال شدن آنزیم های تجزیه پلی پپتید در لخته شدن خون رخ می دهد.

نقش غلظت مواد شروع در متابولیسم سلولی

تنظیم فعالیت از در دسترس بودن بستر آنزیم تا حدودی در زیرنویس تماس با مشاهده "پیچیده multienzyme." میزان واکنش های کاتالیزوری در حال وقوع در چند مرحله، بسیار وابسته به تعداد مولکول از ماده شروع است در سلول های hyaloplasm یا اندامک. این به خاطر این واقعیت است که سرعت مسیر متابولیکی به طور مستقیم به غلظت ماده شروع متناسب است. مولکول واکنش دهنده بزرگتر واقع در سیتوزول، بالاتر از سرعت تمام واکنش های شیمیایی پس از آن.

دگرریختاری

آنزیم که فعالیت آنها نه تنها با غلظت شروع مواد، معرف، بلکه مواد موثر است، که با به اصطلاح دگرریختاری کنترل می شود. بسیاری از این آنزیم ها با محصولات میانی از سوخت و ساز در سلول است. با توجه به عوامل موثر و تنظیم فعالیت آنزیم اجرا شده است. بیوشیمی نشان داد که این ترکیبات، به نام آنزیم آلوستریک برای سوخت و ساز سلول ها بسیار مهم هستند، به عنوان آنها حساسیت بسیار بالا به تغییرات در هموستاز آن است. اگر آنزیم را مهار واکنش شیمیایی، یعنی آن را کاهش می دهد سرعت آن - آن است که یک افکتور منفی (مهار کننده) نامیده می شود. موثر مثبت - در مورد مخالف، زمانی که یک افزایش در سرعت واکنش وجود دارد، آن را به فعال می آید. در اغلب موارد مواد شروع، یعنی رجنتس ورود به فعل و انفعالات شیمیایی بازی یک فعال نقش. البته، محصولات تشکیل شده توسط واکنش های چند مرحله ای رفتار می کنند که مهار کننده. این نوع از مقررات ساخته شده در رابطه غلظت واکنش دهنده ها و محصولات، هتروتروف نامیده می شود.