A regulación da actividade de encimas e as súas formas

Como unha unidade da materia viva, que funciona como un conxunto de sistemas biolóxicos abertos, a célula está en constante comunicación coa substancia ambiente externo e enerxía. Para manter a homeostase en que hai un grupo de substancias especiais de natureza proteica - encimas. Estrutura, función e regulación da actividade das encimas estudadas bioquímica rama especial, enzimologia chamado. Neste artigo, utilizando-se exemplos concretos, imos considerar varios mecanismos e métodos de regulación da actividade de encimas inherentes en mamíferos superiores e humanos.

As condicións necesarias para a actividade enzimática óptima

Os axentes bioloxicamente activos que afectan selectivamente tanto a reacción asimilación e escote exhiben as súas propiedades catalíticas nas células baixo certas condicións. Por exemplo, é importante para descubrir en que parte da célula ocorre un proceso químico, que implica encimas. Debido compartimentado (a división do citoplasma para os sitios) antagonistas reaccións teñen lugar nas súas diversas partes e organelos.

Así, a síntese proteica é levada a cabo nos ribosomas ea súa escote - en hialoplasma. regulación da actividade celular de encimas que catalizan reaccións bioquímicas contrario, non só ofrece a taxa de fluxo óptima de metabolismo, pero tamén prevén a formación de vías metabólicas de enerxía inútiles.

complexo multienzimático

A organización estructural e funcional dos enzimas, células unitarias formas enzimáticas. A maioría das reaccións químicas que teñen lugar nel están conectados. Nun proceso químico multifásico da primeira reacción é un reactivo Ademais, neste caso, o arranxo espacial de encimas na célula é expresado de forma particularmente forte.

Debe lembrar que as encimas son de natureza simple ou complexa proteínas. E a súa sensibilidade aos substratos móbiles, debido principalmente a un cambio da súa propia configuración espacial da estrutura terciaria ou cuaternaria do péptido. Enzimas e reaccionar aos cambios non só en parámetros móbiles, como a composición química hialoplasma, concentración de reactivos e produtos de reacción, a temperatura, mais tamén ao cambio nas células veciñas ou no fluído extracelular.

Por célula divídese en compartimentos

dispositivo de fauna razoable e lóxico simplemente incrible. Isto aplícase plenamente ás manifestacións de vida característicos da célula. Para químico do científico moi claro que as reaccións químicas enzimáticas multidireccionais, por exemplo a síntese de glicólise e de glicosa non continuar no mesmo tubo. Como, logo ocorre á inversa no hialoplasma reacción dunha única célula, que é o substrato para a súa conduta? Acontece que os contidos celulares do citosol -, - en que os procesos químicos son antagonistas realizado espacialmente separados e as formas illadas loci - compartimentos. Debido ás súas reaccións metabólicas de mamíferos superiores e seres humanos son regulados especialmente con precisión e produtos metabólicos son transformados en forma, penetra facilmente a través das paredes dos locais de móbil. A continuación, eles restaurar a súa estrutura orixinal. Ademais ao citosol, as encimas contidas organelas: ribosomas, mitocondrias, núcleos, lisossomas.

O papel dos enzimas no metabolismo enerxético

Considere a descarboxilação oxidativa do piruvato. Regulación da actividade catalítica de encimas que foi ben estudada enzimologia. Este proceso bioquímico ten lugar nas mitocondrias - organelos dvumembrannyh de células eucarióticas - e un proceso intermedio entre a glicosa división anóxica e ciclo de Krebs. Piruvato complexo Deshidrogenasa - PDH - contén tres encimas. En mamíferos superiores e humanos reducir a súa suceder co aumento da concentración de acetil-CoA e Nath, é dicir, no caso de oportunidades de aprendizaxe moléculas alternativas de acetil-CoA. Se a cela necesita máis porcións de enerxía e require novas moléculas aceitadoras para reaccións de amplificación de ácido ciclo tricarboxílicos, as encimas son activadas.

Que é a inhibición alostérica

A regulación da actividade de encimas pode ser levada a cabo con substancias especiais - inhibidores catalíticos. Poden ser covalentemente ligados a encima loci específicos, contornando seu sitio activo. Isto conduce a unha deformación espacial da estrutura do catalizador e automaticamente implica unha redución das súas propiedades enzimáticas. Noutras palabras, hai regulación alostérica da actividade da encima. Tamén engadir que esta forma de acción catalítica de encimas oligoméricas inherentes, é dicir, aqueles cuxas moléculas consisten en dúas ou máis subunidades de proteínas poliméricos. PDH-complexo discutido no título anterior é só contén tres encima oligomérico: Deshidrogenasa de piruvato, unha Deshidrogenasa e degidrolipoil gidrolipoil transatsetilazu.

encimas reguladoras

Research in Enzymology establecido feito de que a taxa de reaccións químicas depende tanto da concentración e da actividade do catalizador. Na maioría das veces, as principais vías metabólicas conteñen encimas que regulan a velocidade da reacción en todos os seus sitios.

Son chamados de regulamentar e xeralmente afectan a reacción inicial do complexo, e pode participar na maioría dos procesos químicos lentas nunha reacción irreversible, ou xuntarse os reactivos en puntos de ramificación nunha vía metabólica.

Como é a interacción de péptidos

Un método polo cal a regulación da actividade da encima ocorre nunha célula é unha interacción proteína-proteína. ¿Que é iso? proteínas reguladoras é fundida coa molécula de enzima, polo que a súa activación. Por exemplo, a encima adenilato ciclase situada na superficie interna da membrana celular e poden interactuar con estruturas como o receptor da hormona eo péptido disposto entre ela ea enzima. Unha vez que o receptor da hormona do composto resultante cambia a súa confirmación espacial intermediario proteína, a rede de mellorar as propiedades catalíticas de adenilato-ciclase en bioquímica é chamado de "proteínas reguladoras activación debido á adhesión."

Prot�meros eo seu papel na bioquímica

Este grupo de sustancias, tamén chamado de proteína Quinasas, acelerar a transferencia da PO ₄ ^3- gidroksogrupp aminoácidos anião pertencente a unha macromolécula péptido. A regulación da actividade de encimas protmeros será considerado por nós como exemplo de proteína cinase A. molécula - tetrâmero consta de dous catalítica e dúas subunidades reguladoras e péptido non funciona como o catalizador, sempre que a rexión reguladora para protmero ligada unha molécula de catro AMPc. Isto fai que a transformación da estrutura espacial de proteínas reguladoras, que conduce á liberación de dúas partículas de proteínas activado catalítico, i.e. protmeros de disociación. Separado das subunidades reguladoras da molécula de Camp, proteína quinase complexo inactivo novo restaurada a un tetrâmero, como ocorre catalítica Asociación e partículas de peptídico de regulación. Así, o xeito no que a regulación da actividade de encima discutido anterior proporcionan a súa natureza reversible.

regulación química da actividade da encima

Bioquímica e estudado destes mecanismos de regulación da actividade enzimática, a fosforilación, a desfosforilação. O mecanismo de regulación da actividade da encima neste caso, ten a seguinte forma: os residuos de aminoácidos da encima que contén OH ^-, cambiar a súa modificación química, debido á exposición a fosfoproteinfosfataz. Neste caso, a corrección passível do sitio activo da encima, en que as encimas, por algún motivo que está a activar los e para outros - inhibidor. fosfoproteinfosfataz propiedades catalíticas en si son regulados por hormonas, á súa vez. Por exemplo, o amidón de animais - glicóxeno - e graxa entre horas son decompostos no aparello gastrointestinal, ou máis precisamente, no duodeno, baixo a influencia de glucagon - encima pancreática.

Este proceso é mellorado pola fosforilación de encimas gastrointestinais tróficos. Durante o período activo de dixestión, cando a comida entra desde o estómago ao duodeno, a síntese de glucagon é reforzada. Insulina - unha encima pancreática producida polas células alfa dos illotes de Langerhans, - interactúa co receptor, incluíndo a fosforilación do mesmo mecanismo de encimas dixestivas.

proteólise parcial

Como verás, os niveis de regulación da actividade da encima na cela varía. Para as encimas que se atopan fóra do citosol ou organelos (en plasma sanguíneo ou no tracto gastrointestinal), o método de activación é o proceso de hidrólise de ligazóns peptídicas CO-NH. Cómpre, xa que tales encimas son sintetizados nunha forma inactiva. Molécula é clivada pola porción de péptido de encima eo resto é suxeita a modificación da estrutura do sitio activo. Isto leva ao feito de que a encima "inclúe unha condición de traballo", isto é, que é capaz de influír no curso do proceso químico. Por exemplo, a encima inactiva pancreático non tripsinogênio proteínas cliva alimentos que entran no duodeno. Ocorre baixo a acción de proteólise enteropeptidase. Tras o que a encima é activada e está agora chamado tripsina. proteólise parcial - o proceso é reversible. Ocorre en casos como a activación de encimas que rompen a polipéptidos na coagulación do sangue.

Papel da concentración dos materiais de partida no metabolismo celular

A regulación da actividade da dispoñibilidade do substrato da encima vista parcialmente en contacto lenda "complexo multienzimático." A taxa de reaccións catalíticas que teñen lugar en varias fases, é altamente dependente do número de moléculas do material de partida é en células hyaloplasm ou organelos. Isto é debido ao feito de que a velocidade da vía metabólica é directamente proporcional á concentración do material de partida. As moléculas do reactivo maiores situadas no citosol, canto maior sexa a velocidade de todas as reaccións químicas posteriores.

regulación alostérica

Encimas cuxa actividade é controlada non só pola concentración dos materiais, reactivos, pero tamén as substancias de partida efectoras, caracterizado polo así chamado regulación alostérica. A maioría destas encimas preséntanse cos produtos intermedios de metabolismo na célula. Debido aos effectors e aplicada a regulación da actividade enzimática. Bioquímica demostrou que estes compostos, chamados encimas alostéricos son moi importantes para o metabolismo das células, xa que teñen unha sensibilidade moi alta a cambios na súa homeostase. Se a encima inhibe a reacción química, é dicir, reduce a súa velocidade - é chamado un efector negativo (inhibidor). No caso contrario, cando hai un aumento na taxa de reacción, trátase do activador - un efector positivo. Na maioría dos casos, os materiais de partida, é dicir, os reactivos que entran en interaccións químicas desempeñar un papel activadores. Por suposto, os produtos formados por reaccións de fases múltiples se comportan como inhibidores. Este tipo de regulación construído sobre a relación de concentración dos reactivos e produtos, chamada heterotrico.