Регулирање на активноста на ензимите и на свој начин

Како единица на живата материја, која функционира како збир на отворени биолошките системи, во ќелијата е постојано комуникација со надворешни супстанција на животната средина и енергија. За одржување на хомеостазата во него постои група на специјални супстанции на протеини природата - ензими. Структурата, функцијата и регулирање на активноста на ензимите студирал посебна гранка биохемија, ензимологија нарекува. Во овој напис, со користење на конкретни примери, ние ќе го разгледаме различни механизми и методи за регулирање на активноста на ензимите својствени во високото цицачите и луѓето.

Условите кои се неопходни за оптимално ензимската активност

Биолошки активни агенси кои селективно да влијаат и на реакција асимилација и расцеп изложат своите каталитички својства во клетките во одредени услови. На пример, тоа е важно да се дознае во кој дел на клетката се одвива хемиски процес, кој вклучува ензими. Поради compartmentation (поделба на цитоплазмата на сајтови) антагонистички реакции се јавуваат во различни делови и органели.

На тој начин, синтеза на протеини се врши во рибозомите и нивните расцеп - во hyaloplasm. Мобилни регулирање активноста на ензимите кои ги катализираат биохемиските реакции спротивното, не само што обезбедува оптимална стапка на проток на метаболизмот, но, исто така, го спречува создавањето на енергија бескорисни метаболички патишта.

комплекс multienzyme

Структурни и функционални организација на ензими, ензимски форми единица клетки. Повеќето од хемиски реакции што се случуваат во него се меѓусебно поврзани. Ако во една повеќестепена хемиски процес, производ на првата реакција е реактант за понатаму, во овој случај, уредувањето на просторот на ензими во ќелијата е изразена особено силно.

Таа мора да се запомни дека ензими по природа се едноставни или сложени протеини. И нивната чувствителност за мобилните супстрати пред се поради промена во сопствената просторна конфигурација на високото и кватернерни структура на пептид. Ензими и да реагираат на промените не само во мобилните параметри, како што се хемиски состав hyaloplasm, концентрацијата на реактантите и реакција производи, температурата, но, исто така, да се промени во соседните клетки или во екстрацелуларната течност.

Зошто мобилен поделена на оддели

Разумно и логично дивиот свет уред едноставно неверојатно. Ова целосно се однесува на животот манифестации карактеристика на клетката. За научник хемичар сосема јасно дека повеќенасочни ензимски хемиски реакции, на пример синтеза на гликолизата и гликоза не може да продолжи во иста цевка. Како, тогаш, спротивното се случува во реакцијата hyaloplasm една клетка, која е супстрат за нивното однесување? Излегува дека мобилните содржини - цитозолот, - каде што антагонистички хемиски процеси се врши просторно одвоени и изолирани форми локуси - прегради. Поради нивната метаболички реакции на високото цицачите и луѓето се уредуваат особено прецизно и метаболички производи се трансформираат во форма, лесно продира низ ѕидовите на мобилен сајтови. Потоа, тие се врати во неговата оригинална структура. Во прилог на цитозолот, ензими содржани во органели: рибозоми, митохондрии, јадро, лизозомите.

Улогата на ензими во енергетскиот метаболизам

Размислете оксидативната декарбоксилација на пируват. Регулирање на каталитичката активност на ензимите што е добро проучен ензимологија. Ова биохемиски процес се одвива во митохондриите - dvumembrannyh органели на еукариотските клетки - средна процес меѓу аноксични разделување гликоза и Кребсовиот циклус. Пируват дехидрогеназа комплекс - PDH - содржи три ензим. Во високото цицачите и луѓето ги намали своите случува со зголемување на концентрацијата на ацетил-CoA и Нат, односно во случај на алтернативни образовни можности молекули на ацетил-CoA. Ако во ќелијата има потреба од повеќе делови на енергија и бара нови акцептор молекули за засилување реакции tricarboxylic киселина циклус, ензимите се активирани.

Што е Алостерична инхибиција

Регулирање на активноста на ензимите може да се врши со посебни супстанции - каталитички инхибитори. Тие може да се ковалентно поврзани со специфични локуси ензим, заобиколувајќи својата активна сајт. Ова води кон просторна деформација на структурата на катализатор и автоматски повлекува намалување на неговата ензимска својства. Со други зборови, постои Алостерична регулација на ензимската активност. Ние, исто така, додаде дека оваа форма на каталитички акција својствени олигомерни ензими, т.е. оние чии молекули се состои од две или повеќе полимерни протеини подединици. PDH-комплекс во претходниот наслов е само содржи три олигомерни ензим: пируват дехидрогеназа, на дехидрогеназа и degidrolipoil gidrolipoil transatsetilazu.

регулаторни ензими

Истражување во Ензимологија воспоставен факт дека стапката на хемиски реакции зависи и од концентрацијата и активноста на катализатор. Најчесто, големи метаболички патишта содржи ензими кои се регулира брзината на реакцијата на сите сајтови.

Тие се нарекуваат регулаторни и обично влијае на првичната реакција на комплексот, и може да учествува во повеќето бавно хемиски процеси во неповратни реакција, или да се приклучите на реактантите на гранка поени во метаболички пат.

Како е пептид интеракција

Еден метод со кој регулирање на ензимската активност се случува во клетка е протеин-протеин интеракција. Што е тоа? Регулаторната протеините се споени за да ензим молекула, при што нивното активирање. На пример, ензимот аденилат циклаза се наоѓа на внатрешната површина на клеточната мембрана и може во интеракција со такви структури како хормон-рецептор и пептидот распореден помеѓу него и ензим. Од како резултат на соединението на рецепторот на хормони ја менува својата протеини средно просторни потврда, овој метод на зголемување на каталитички својства на аденилат циклаза во биохемија се нарекува "активирање поради пристапување на регулаторни протеини."

Protomers и нивната улога во биохемија

Оваа група на супстанции, инаку наречен протеин кинази, забрзување на трансфер на анјонот PO ₄ ^3- gidroksogrupp амино киселина кои припаѓаат на пептид макромолекуларен. Регулирање на активноста на ензимите protomers ќе се смета од страна на нас како пример на протеин киназа А. молекула - тетрамер е составен од два каталитички и двете регулаторни субединици и пептидни не функционира како катализатор додека регулаторниот регион за protomer прикачен молекул на четири cAMP. Ова предизвикува трансформација на просторната структура на регулаторни протеини, што доведува до ослободување на две каталитички активиран протеин честички, т.е. дисоцијација protomers. Ако одвоени од регулаторни субединици на cAMP молекула, протеин киназа неактивни комплекс се биде вратен на тетрамер, како што се јавува асоцијација каталитички и регулаторни пептид честички. Затоа, начинот на регулирање на ензимската активност беше дискутирано погоре обезбеди на своите реверзибилна природа.

Хемиски регулирање на ензимската активност

Биохемија и проучувал овие механизми за регулација на ензимската активност, фосфорилација, дефосфорилација. На механизам на регулација на ензимската активност во овој случај има следнава форма: амино киселински резидуи од ензимот што содржи OH киселина ^-, ја менуваат нивната хемиска модификација поради изложеност на fosfoproteinfosfataz. Во овој случај, корекција подложни на активниот центар на ензимот, каде ензимите поради некоја причина тоа е да ги активирање и за другите - инхибиторни. fosfoproteinfosfataz каталитички својства и самите се регулирани со хормони за возврат. На пример, животински скроб - гликоген - и масти помеѓу оброци се паднат во гастроинтестиналниот тракт, или поточно, во дуоденумот под влијание на глукагонот - панкреасните ензими.

Овој процес е зајакната со фосфорилација на трофични гастроинтестиналниот ензими. Во активниот период на варење на храната, кога ќе влезе од желудникот во дуоденумот, синтеза глукагон е зголемена. Инсулин - еден панкреасните ензими произведени од страна на алфа клетките на Лангерхансовите островца, - се поврзува со рецепторот, вклучувајќи фосфорилација на истиот механизам на ензими за варење.

делумно протеолиза

Како што можете да видите, нивоа на регулација на ензимската активност во ќелијата различни. За ензими кои се надвор од цитозолот или органели (во крвната плазма или во гастроинтестиналниот тракт), методот на активирање е процес на хидролиза на пептидни врски CO-NH. Тоа е потребно, бидејќи таквите ензими се синтетизира во неактивна форма. Молекула се расцепува од страна на пептид дел на ензимот, а остатокот е предмет на модификација на структурата на активните сајт. Ова води кон фактот дека ензимот "вклучува работна состојба", што е, е во состојба да влијаат врз текот на хемиски процес. На пример, на неактивен ензим панкреасот не трипсиноген раскинува протеини храна да влезат во дуоденумот. Таа се одвива под дејство на enteropeptidase протеолиза. По што ензимот е активиран и сега се нарекува трипсин. Делумно протеолиза - процесот е реверзибилна. Тоа се случува во случаите како што е активирање на ензимите кои ги уништуваат полипептиди во згрутчувањето на крвта.

Улогата на концентрација на почетните материјали во метаболизмот на клетката

Регулирање на активноста на достапноста на ензимот супстрат гледа делумно во контакт поднаслов "multienzyme комплекс." На стапка на каталитички реакции се одвива во неколку фази, е високо зависна од бројот на молекули на почетниот материјал е во hyaloplasm клетки или органели. Ова се должи на фактот дека брзината на метаболички пат е директно пропорционална со концентрацијата на почетниот материјал. Поголемите реактант молекули наоѓа во цитозолот, толку поголема брзината на сите последователни хемиски реакции.

Алостерична регулација

Ензими, чија активност е контролирана не само од страна на концентрација на почетните материјали, реагенси, но, исто така, на ефектор супстанции, назначен од страна на т.н. Алостерична регулација. Повеќето од овие ензими се претстави со меѓупроизводи на метаболизмот во ќелијата. Поради ефектори и имплементирани регулирање на ензимската активност. Биохемија, покажа дека овие состојки, наречена Алостерична ензими се многу важни за метаболизмот на клетките, како тие имаат исклучително висока чувствителност за промени во својот хомеостаза. Ако го инхибира ензимот хемиска реакција, односно ја намалува неговата брзина - тоа се нарекува негативен ефекторни (инхибитор). Во спротивен случај, кога има зголемување на брзината на реакцијата, станува збор за активатор - позитивен ефекторни. Во повеќето случаи на почетните материјали, односно реактантите влегувањето во хемиски интеракции играат улога активатори. Се разбира, производите добиени од повеќестепени реакции се однесуваат како инхибитори. Овој тип на регулација изградена врз односот на концентрацијата на реактантите и продуктите, наречен хетеротрофни.