De oardering fan de aktiviteit fan de enzymen en harren wegen

As in ienheid fan libbene matearje, dy't funksjonearret as in set fan iepen biologyske systemen, de sel wurdt hieltyd kommunikaasje mei de eksterne omjouwing stof en enerzjy. Yn stân te hâlden homeostasis yn dat der in groep fan spesjale stoffen fan protein natuer - enzymen. Struktuer, funksje en regeljouwing fan de bedriuwichheid fan de enzymen bestudearre spesjale tûke biogemy, enzymology neamd. Yn dit artikel, mei help fan konkrete foarbylden, wy sille rekken ferskate meganismen en metoaden fan regeljen fan de aktiviteit fan de enzymen dy't besletten leit yn hegere sûchdieren en minsken.

De omstannichheden nedich foar optimale enzyme aktiviteit

Biologisch aktive aginten dy't selektyf gefolgen hawwe sawol de assimilaasje reaksje en Cleavage fertoane syn catalytic eigenskippen yn de sellen ûnder bepaalde betingsten. Bygelyks, is it wichtich om nei te gean yn hokker part fan 'e sel fynt it pleatsen fan in gemysk proses, dat giet enzymen. Due compartmentation (de ferdieling fan 'e cytoplasm wurdt nei websiden) antagonistic reaksjes komme foar yn syn ûnderskate dielen en organelles.

Sa, protein synteze wurdt útfierd yn 'e ribosomes en harren Cleavage - yn hyaloplasm. Sellulêre aktiviteit regeling fan de enzymen dy't catalyze biochemical reaksjes tsjinoer, net allinnich jout de optimale stream snelheid fan stofwikseling, mar ek foarkomt de foarming fan enerzjy nutteloos metabolic rûtes.

multienzyme kompleks

Strukturele en funksjonele organisaasje fan de enzymen, enzymatic foarmen ienheid sellen. It grutste part fan de gemyske reaksjes dy't plakfine yn it binne interrelated. As yn in multistage gemyske proses produkt fan 'e earste reaksje is in reactant foar fierder, yn dit gefal, de romtlike ynrjochting fan' enzymen yn de sel wurdt útdrukt benammen sterk.

It moat betocht wurde dat de enzymen wurde troch de natuer simpel of komplekse aaiwiten. En harren gefoelichheid foar sellulêre substrates gefolch benammen ta in feroaring yn syn eigen romtlike konfiguraasje fan tertiary of quaternary struktuer fan 'e peptide. Enzymen en reagearje op feroarings net allinnich yn sellulêre parameters lykas gemyske gearstalling hyaloplasm, konsintraasje fan reactants en reaksje produkten, de temperatuer, mar ek oan feroaringen yn de oanbuorjende sellen of yn 'e extracellular floeistof.

Wêrom sel ûnderferdield yn compartments

Ridlike en logysk wildlife apparaat gewoon prachtig. Dat folslein jildt foar it libben ferskiningsfoarmen karakteristike fan 'e sel. Foar wittenskipper skiekundige hiel dúdlik dat multidirectional enzymatic gemyske reaksjes, bygelyks de synteze fan glycolysis en glukoaze kin net trochgean yn itselde buis. Hoe, dan, it tsjinoerstelde komt foar yn 'e reaksje hyaloplasm in inkele sel, dat is de ûndergrûn foar harren gedrach? It docht bliken dat de Cellular ynhâld - de cytosol, - wêrby't it antagonistic gemyske prosessen wurde útfierd romtlik skieden en seldsume foarmen Plak yn - compartments. Fanwege harren metabolic reaksjes fan hegere sûchdieren en minsken wurde regele benammen krekt, en metabolic produkten wurde omfoarme ta foarm, maklik penetrates troch de muorren fan de sel sites. Folgjende, se werstellen syn oarspronklike struktuer. Njonken de cytosol, de enzymen dy't yn organelles: ribosomes, pecks, kearn, lysosomes.

De rol fan de enzymen yn enerzjy stofwikseling

Tink oan it oxidative decarboxylation fan pyruvate. Oardering fan catalytic aktiviteit fan enzymen dat hat men goed studearre enzymology. Dit biochemical proses fynt plak yn it pecks - dvumembrannyh organelles fan eukaryotic sellen - en in tuskenlizzende proses tusken de anoxic splitting glukoaze en de Krebs syklus. Pyruvate dehydrogenase kompleks - PDH - befettet trije enzyme. Yn hegere sûchdieren en minsken ferminderje har bart mei tanimmende konsintraasje fan acetyl-CoA en NATH, dat wol sizze yn it gefal fan alternative edukative mooglikheden molekulen fan acetyl-CoA. As de sel moat mear parten fan enerzjy en fereasket nije acceptor molekulen foar amplification reaksjes tricarboxylic soere syklus, de enzymen binne aktivearre.

Wat is allosteric remming

Oardering fan 'e aktiviteit fan enzymen kinne wurde útfierd mei spesjale stoffen - catalytic inhibitors. Se meie wurde covalently keppele oan spesifike Plak yn enzyme, bypassing syn aktive side. Dit liedt ta in romtlike deformation fan de katalysator struktuer en automatysk meibringt in reduksje yn syn enzymatic eigenskippen. Mei oare wurden, der is allosteric feroardering fan enzyme aktiviteit. Wy ek tafoegje dat dizze foarm fan catalytic aksje ynherinte oligomeric enzymen, i.e. dyjingen hwaens molekulen bestiet út twa of mear polymeric proteïne subunits. PDH-kompleks besprutsen yn de foarige titel wurdt krekt befettet trije oligomeric enzyme: pyruvate dehydrogenase, in dehydrogenase en degidrolipoil gidrolipoil transatsetilazu.

regeljouwing enzymen

Ûndersyk yn Enzymology oprjochte feit dat it taryf fan de gemyske reaksjes hinget sawol op de konsintraasje en aktiviteit fan de katalysator. Meast faak, de grutte metabolic rûtes befetsje enzymen dy't regulearjen de reaksje taryf op al syn siden.

Se wurde neamd regeljouwing en meastal ynfloed op de earste reaksje fan it kompleks, en kin meidwaan yn de measte fan trage gemyske prosessen yn in ûnomkearbere reaksje, of meidwaan de reactants by tûke punten yn in metabolic paed.

Hoe is de peptide ynteraksje

Ien metoade troch dêr't it regulearjen fan enzyme aktiviteit plakfynt yn in sel is in aaiwyt-aaiwyt ynteraksje. Wat is it? Regeljouwing aaiwiten wurdt gearfoege ta de enzyme molecule, wêrby't harren aktivearring. Bygelyks, de adenylate cyclase enzyme leit oan 'e binnenste oerflak fan' e sel membraan en meie omgeane mei sokke konstruksjes as hormoan reseptor en de peptide ôffierd tusken him en de enzyme. Sûnt de resultearjende gearstalde hormoan receptor feroaret syn aaiwyt tuskenfoarm romtlike befêstiging, dy wize fan it fuortsterkjen fan de catalytic eigenskippen fan adenylate cyclase yn biogemy hjit "aktivearring troch oansluting regeljouwing aaiwiten."

Protomers en harren rol yn biogemy

Dy groep fan stoffen, oars neamd protein kinases, versnellen de oerdracht fan it anion PO ₄ ^3- gidroksogrupp amino acid dy't ta in peptide macromolecule. Oardering fan 'e aktiviteit fan enzymen protomers wurdt beskôge troch ús as in foarbyld fan protein kinase A. It molecule - tetramer wurdt gearstald út twa catalytic en twa regeljouwing subunits en peptide hat gjin funksje as de katalysator salang't de wet- en regeljouwing regio foar protomer hechte in fjouwer kamp molecule. Dit soarget transformaasje fan de romtlike struktuer fan regeljouwing aaiwiten, dy't liedt ta de frijlitting fan twa catalytic aktivearre protein dieltsjes, i.e. dissociation protomers. As apart fan de wet- en regeljouwing subunits fan kamp molecule, protein kinase inactive kompleks wer restaurearre oan in tetramer, lykas komt Feriening catalytic en regeljouwing peptide dieltsjes. Sa, de wize it regulearjen fan enzyme aktiviteit besprutsen boppe biede harren Omkearregister natuer.

Gemyske regelingen oangeande de enzyme aktiviteit

Biogemy fan brea en studearre dy meganismen fan 'e regeling fan enzyme aktiviteit, phosphorylation, dephosphorylation. It meganisme fan de regeljouwing fan enzyme aktiviteit yn dit gefal hat de folgjende formulier: amino acid resten fan de enzyme dêryn OH ^-, feroarje harren gemysk modification fanwege bleatstelling oan fosfoproteinfosfataz. Yn dit gefal, korreksje amenable nei de aktive side fan 'e enzyme, wêrby't de enzymen foar guon reden is it aktivearjen harren en foar oaren - remmende. fosfoproteinfosfataz catalytic eigenskippen sels wurde regele troch hormoanen yn beurt. Bygelyks, bist zetmeel - glycogen - en fet yn tusken meals wurde opdield yn 'e maag-darmkanaal, of krekter, yn' e duodenum ûnder de ynfloed fan glucagon - alvleesklier enzyme.

Dit proses wurdt fersterke troch phosphorylation fan trophic maag-enzymen. Yn de aktive perioade fan spiisfertarring doe't iten komt út de mage yn de duodenum, glucagon synteze wurdt fersterke. Insulin - one alvleesklier enzyme produsearre troch de alpha sellen fan de eilantsjes fan Langerhans, - interacts mei de receptor, ynklusyf phosphorylation fan deselde meganisme fan spijsvertering enzymen.

parsjele proteolysis

As jo kinne sjen, nivo fan regeljouwing fan enzyme aktiviteit yn de sel fariearre. Foar enzymen dy't bûten it cytosol of organelles (yn bloed plasma of yn 'e maag-darmkanaal), de metoade fan aktivaasje is it proses fan hydrolyse fan peptide obligaasjes CO-NH. It is nedich, omdat sokke enzymen wurde synthesized yn in net aktyf foarm. Molecule wurdt cleaved troch de enzyme peptide diel en it oare part is ûndergeskikt oan wiziging fan de struktuer fan de aktive side. Dit liedt ta it feit dat de enzyme "befettet in wurkjende betingst", dat wol sizze, by steat is te beynfloedzjen de rin fan it gemysk proses. Bygelyks, de inactive enzyme alvleesklier trypsinogen net cleaves aaiwiten iten ynfieren fan it duodenum. It fynt plak ûnder de aksje fan enteropeptidase proteolysis. Wêrnei de enzyme aktivearre is en wurdt no neamd trypsin. Partial proteolysis - it proses is Omkearregister. It komt foar yn gefallen lykas de aktivearring fan de enzymen dy't brekke del polypeptides yn bloed clotting.

Rol fan de konsintraasje fan de begjint materialen yn 'e sel metabolisme

Oardering fan 'e aktiviteit fan it enzyme ûndergrûn beskikberens besjoen part yn kontakt ondertitel' multienzyme kompleks. " It taryf fan catalytic reaksjes nimme plak yn ferskate stadia, is tige ôfhinklik fan it oantal molekulen fan de begjint materiaal is yn hyaloplasm sellen of organelles. Dat komt troch it feit dat de snelheid fan de metabolic trajekt is direkt evenredich mei de konsintraasje fan it begjinpunt materiaal. De gruttere reactant molekulen leit yn 'e cytosol, wat heger de snelheid fan alle dêropfolgjende gemyske reaksjes.

allosteric feroardering

Enzymen waans aktiviteit wurdt regele net allinnich troch de konsintraasje fan de begjinnende materialen, reagents, mar ek de effector stoffen, karakterisearre troch de sa neamde allosteric regeljouwing. De measte fan dizze enzymen wurde presintearre mei tuskenlizzende produkten fan stofwikseling yn 'e sel. Troch de effectors en útfierd it regulearjen fan enzyme aktiviteit. Biogemy fan brea oantoand dat dizze stoffen, neamd allosteric enzymen binne hiel wichtich foar it metabolisme fan sellen, sa't se hawwe in ekstreem hege gefoelichheid foar feroaringen yn syn homeostasis. As de Enzym inhibits de gemyske reaksje, dws it fermindert syn snelheid - It hjit in negatyf effector (inhibitor). Yn it tsjinoerstelde gefal, as der in tanimming fan it reaksje taryf, it giet om it activator - in positive effector. Yn de measte gefallen de begjinnende materialen, i.e. de reactants oangean fan gemyske ynteraksjes spylje in rol activators. Fansels, de produkten foarme troch multistage reaksjes hâlde en drage as inhibitors. Dit soarte fan oardering boud op de relaasje fan konsintraasje fan reactants en produkten, neamd heterotrophic.