Կարգավորումը գործունեության ֆերմենտների եւ դրանց ուղիների

Որպես միավոր կենդանի մատերիայի, որը գործում է որպես մի շարք բաց կենսաբանական համակարգերի, որ բջջային անընդհատ հետ շփվելու արտաքին միջավայրի նյութի եւ էներգիայի. Է պահպանել homeostasis դրա համար կան մի խումբ հատուկ նյութերի սպիտակուցային բնության enzymes. Կառուցվածքը, գործառույթը եւ կանոնակարգումը գործունեության մասին enzymes ուսումնասիրվել հատուկ մասնաճյուղ կենսաքիմիայի, էնզիմոլոգիա կոչվում. Այս հոդվածում, օգտագործելով կոնկրետ օրինակներ, մենք կքննարկենք տարբեր մեխանիզմներ ու մեթոդները գործունեությունը կարգավորող ֆերմենտների բնորոշ բարձր կաթնասունների եւ մարդկանց:

Համար անհրաժեշտ պայմանները օպտիմալ enzyme գործունեության

Կենսաբանորեն ակտիվ գործակալները, որոնք ընտրողաբար ազդել այնպես էլ ձուլման ռեակցիան եւ հերձում ցուցադրել է իր կատալիտիկ հատկությունները բջիջների որոշակի պայմաններում: Օրինակ, դա կարեւոր է պարզել, թե ինչ մասն է խցում տեղի է ունենում քիմիական գործընթաց, որը ներառում enzymes. Շնորհիվ compartmentation (բաժանումը cytoplasm գտնվող կայքերի) անտագոնիստական առաջանում է դրա տարբեր մասերում եւ organelles.

Այսպիսով, սպիտակուցային սինթեզ, որը իրականացվում է Ռիբոսոմների եւ դրանց հերձում - hyaloplasm: Սելլուլար գործունեությունը կարգավորումը ֆերմենտներ, որոնք խթանել կենսաքիմիական ռեակցիաներ հակառակը, ոչ միայն ապահովում է օպտիմալ ծախսի չափով նյութափոխանակության, այլեւ կանխում է էներգետիկ անիմաստ metabolic ուղիների.

multienzyme համալիր

Կառուցվածքային եւ ֆունկցիոնալ կազմակերպությունը enzymes, enzymatic ձեւերը միավոր բջիջները: Մեծ մասը քիմիական ռեակցիաների, որոնք տեղի են ունենում այն փոխկապակցված են: Եթե բազմաստիճան քիմիական գործընթացի արդյունք է առաջին ռեակցիան է reactant հետագա, այս դեպքում, այն տարածական պայմանավորվածություն enzymes է բջջային, որը արտահայտվում հատկապես խիստ.

Պետք է հիշել, որ enzymes են բնության կողմից պարզ կամ բարդ սպիտակուցներ: Եւ նրանց զգայունությունը բջջային substrates պայմանավորված է հիմնականում փոփոխության իր սեփական տարածական կազմաձեւման երրորդային կամ չորրորդական կառուցվածքի մասին peptide: Enzymes եւ արձագանքել փոփոխություններին ոչ միայն բջջային պարամետրերի, ինչպիսիք են քիմիական բաղադրությունը hyaloplasm, կենտրոնացումը ռեագենտների եւ արձագանքման արտադրանքի, ջերմաստիճանի, այլեւ փոփոխությունների հարեւան բջիջների կամ այդ արտաբջջային հեղուկի:

Թե ինչու բջջային բաժանվում են compartments

Ողջամիտ եւ տրամաբանական կենդանական սարքը պարզապես զարմանալի. Սա լիովին վերաբերում է կյանքի դրսեւորումների բնորոշ խցում: Համար գիտնական քիմիկոս միանգամայն պարզ է, որ բազմակողմանի enzymatic քիմիական ռեակցիաներ, օրինակ, սինթեզ Glycolysis եւ գլյուկոզայի չեն կարող շարունակել է նույն խողովակի. Թե ինչպես է, ապա, հակառակն տեղի է ունենում արձագանքման hyaloplasm մի խցում, որը հանդիսանում է substrate իրենց վարքի. Ստացվում է, որ բջջային բովանդակությունը - ի cytosol, - որտեղ, անտագոնիստական քիմիական գործընթացները իրականացվում են տարածության առանձնացված եւ մեկուսացված ձեւերը loci - compartments. Շնորհիվ իրենց նյութափոխանակության ռեակցիաներ բարձրագույն կաթնասունների եւ մարդկանց, որոնք կարգավորվում հատկապես ճիշտ է, եւ նյութափոխանակության արտադրանքը փոխակերպվում ձեւով, հեշտությամբ թափանցում միջոցով պատերին բջջային կայքերից. Հաջորդ, նրանք վերականգնել իր նախնական կառուցվածքը: Ի լրումն cytosol, որ enzymes պարունակվող organelles: Ռիբոսոմների, mitochondria, կորիզ, lysosomes:

Դերը enzymes է էներգետիկ նյութափոխանակության

Հաշվի առնել, որ oxidative դեկարբոքսիլացման է պիրուվատի: Կարգավորումը կատալիտիկ գործունեության enzymes, դա արդեն լավ սովորել էնզիմոլոգիա: Այս կենսաքիմիական գործընթացը տեղի է ունենում mitochondria - dvumembrannyh organelles է eukaryotic բջիջների, եւ միջանկյալ գործընթացը միջեւ anoxic պառակտում գլյուկոզի եւ այդ Krebs ցիկլի. Pyruvate դեհիդրոգենազ համալիր - PDH - պարունակում է երեք enzyme. Ի բարձրագույն կաթնասունների եւ մարդկանց նվազեցնել իր կատարվում աճող կենտրոնացումը ացետիլխոլինով-á եւ Nath, այսինքն, այն դեպքում այլընտրանքային կրթական հնարավորություններ մոլեկուլների ացետիլխոլինով-á. Եթե բջջային անհրաժեշտ է ավելի շատ մասերի էներգիայի եւ պահանջում է նոր ընդունող մոլեկուլները ուժեղացման ռեակցիաների tricarboxylic թթու ցիկլի, ֆերմենտներից են ակտիվացված է:

Որն է allosteric արգելակում

Կարգավորումը գործունեության ֆերմենտների կարող է իրականացվել հատուկ նյութերի, կատալիտիկ inhibitors. Նրանք կարող են լինել covalently կապված է կոնկրետ loci enzyme, շրջանցելով իր ակտիվ կայքը: Սա հանգեցնում է տարածական ձեւախախատման է կատալիզատորի կառուցվածքի եւ ինքնաբերաբար հանգեցնում է նվազեցման իր ֆերմենտային հատկությունները: Այլ կերպ ասած, կա allosteric կարգավորումը enzyme գործունեության: Մենք նաեւ ավելացնել, որ այս ձեւը կատալիտիկ գործողությունների բնորոշ oligomeric enzymes, այսինքն նրանց, ում մոլեկուլները բաղկացած են երկու կամ ավելի պոլիմերային սպիտակուցային ստորաբաժանման: PDH-համալիրը քննարկվել է նախորդ վերնագրի միայն պարունակում է երեք oligomeric ֆերմենտը: պիրուվատի դեհիդրոգենազ, մի դեհիդրոգենազ եւ degidrolipoil gidrolipoil transatsetilazu:

կարգավորիչ enzymes

Հետազոտություններ էնզիմոլոգիա հաստատվել այն փաստը, որ փոխարժեքը քիմիական ռեակցիաների կախված այնպես էլ Համակենտրոնացման եւ գործունեության կատալիզատոր: Առավել հաճախ, հիմնական metabolic ուղիները պարունակել ֆերմենտներ, որոնք կարգավորում արձագանքման տոկոսադրույքը բոլոր իր կայքերում:

Նրանք կոչվում են կարգավորող եւ սովորաբար ազդում նախնական արձագանքը համալիրի, եւ կարող են մասնակցել առավել դանդաղ քիմիական գործընթացների անդառնալի ռեակցիայի, կամ միանալ ռեագենտների ճյուղային կետով նյութափոխանակությունը ճանապարհ.

Ինչպես է peptide փոխազդեցություն

Մեկը մեթոդը, ըստ որի կարգավորումն enzyme գործունեության տեղի է խցում, մի սպիտակուցը սպիտակուցը փոխազդեցություն: Ինչ է դա: Կանոնակարգային սպիտակուցներ միացված է ֆերմենտի մոլեկուլի, որով իրենց ակտիվացման: Օրինակ, adenylate cyclase ֆերմենտը, որը գտնվում է ներքին մակերեսի բջջային մեմբրանի եւ կարող է համագործակցել այնպիսի կառույցների հորմոնալ ռեցեպտորի եւ peptide տրամադրված միջեւ եւ ֆերմենտի: Քանի որ արդյունքում բարդ հորմոն receptor փոխում է սպիտակուցային միջանկյալ տարածական հաստատում է, որ այս մեթոդը ընդլայնելով են կատալիտիկ հատկությունները adenylate cyclase կենսաքիմիայի, որը կոչվում է «ակտիվացումը պայմանավորված անդամակցության կարգավորող սպիտակուցներ»:

Protomers եւ դրանց դերը կենսաքիմիայի

Այս խումբը նյութերի, հակառակ դեպքում կոչվում սպիտակուցային kinases, արագացնել փոխանցմանը anion PO ₄ ^3- gidroksogrupp Amino թթու պատկանող peptide macromolecule: Կարգավորումը գործունեության ֆերմենտների protomers կհամարվեն մեր կողմից որպես օրինակ սպիտակուցը kinase Ա-մոլեկուլ - tetramer կազմված է երկու կատալիտիկ եւ երկու կարգավորող ստորաբաժանումների եւ peptide չի գործում, քանի որ կատալիզատոր, քանի դեռ կարգավորող տարածաշրջան protomer կցվում է չորս Camp մոլեկուլ: Սա հանգեցնում է վերափոխման տարածական կառուցվածքի կարգավորիչ սպիտակուցներ, որը հանգեցնում է ազատ արձակել երկու կատալիտիկ ակտիվացված սպիտակուցը մասնիկների, այսինքն dissociation protomers: Եթե առանձին կարգավորող ստորաբաժանումների ճամբարի մոլեկուլ, սպիտակուցը kinase պասիվ համալիր կրկին վերականգնվել է tetramer, քանի որ տեղի է ունենում Ասոցացման կատալիտիկ եւ կարգավորիչ peptide մասնիկներ. Այսպիսով, ճանապարհը կարգավորումը enzyme գործունեության քննարկվել է վերը ապահովի նրանց շրջելի բնույթը:

Քիմիական կարգավորումը enzyme գործունեության

Կենսաքիմիան եւ ուսումնասիրվել են այդ մեխանիզմները կարգավորման enzyme գործունեության, ֆոսֆորիլացումն, dephosphorylation. Մեխանիզմը կարգավորման enzyme գործունեության այս դեպքում ունի հետեւյալ տեսքը `amino թթու մնացորդների ֆերմենտի պարունակում է OH <sup>-,</sup> փոխել են իրենց քիմիական փոփոխումը պատճառով ճառագայթահարման fosfoproteinfosfataz: Այս դեպքում, ուղղում պատասխանատու է ակտիվ կայքում ֆերմենտի, որտեղ, էնզիմներ, չգիտես ինչու, այն ակտիվացնելու եւ նրանց ուրիշների համար `արգելակող. fosfoproteinfosfataz կատալիտիկ հատկությունները իրենք են կարգավորվում են հորմոնների հերթով. Օրինակ, կենդանիների օսլա - glycogen եւ ճարպ է սննդի կոտրված ներքեւ է ստամոքս - աղիքային տրակտի, կամ ավելի ճիշտ, է duodenum ազդեցության տակ գլյուկոգենի - ենթաստամոքսային գեղձի enzyme.

Այս գործընթացը ընդլայնումն է ֆոսֆորիլացումն մասին տրոֆիկ աղեստամոքսային enzymes. Ակտիվ ժամանակահատվածի յուրացում, երբ սննդի մտնում է ստամոքսի մեջ տասներկումատնյա աղիքի, glucagon սինթեզ է ընդլայնումն: Ինսուլին - մեկ pancreatic enzyme արտադրվում է ալֆա բջիջների կղզյակներ են Langerhans, - փոխազդում է ԸՆԿԱԼԻՉՆԵՐԻ, այդ թվում ֆոսֆորիլացումն նույն մեխանիզմի մարսողական enzymes.

մասնակի proteolysis

Ինչպես դուք կարող եք տեսնել, մակարդակներ կարգավորման enzyme գործունեության խցում բազմազան. Համար enzymes, որոնք դուրս են cytosol կամ organelles (արյան պլազմայի կամ ստամոքս - աղիքային տրակտի), եղանակը ակտիվացման, որ գործընթացը հիդրոլիզի մասին Պեպտիդ պարտատոմսերի ՀԱՄԱՆԱԽԱԳԱՀԻ NH: Այն հարկավոր, քանի որ նման enzymes սինթեզվում են ակտիվ ձեւով: Մոլեկուլ է կառչել է ֆերմենտի peptide մասի, իսկ մնացած ենթակա է փոփոխության կառուցվածքի ակտիվ կայքում. Սա հանգեցնում է այն բանին, որ ֆերմենտը «ներառում է աշխատանքային վիճակում է», այսինքն, կարող է ազդել ընթացքը քիմիական գործընթացի: Օրինակ, պասիվ ֆերմենտը պանկրեատիկ trypsinogen ոչ cleaves սպիտակուցների ուտելիք մտնող duodenum. Այն տեղի է ունենում մինչեւ գործողության enteropeptidase proteolysis: Որից հետո ֆերմենտի ակտիվացված է, եւ այժմ կոչվում է trypsin: Մասնակի proteolysis գործընթաց է շրջելի. Այն տեղի է ունենում այն դեպքերում, ինչպիսիք են ակտիվացման enzymes, որ կոտրել ներքեւ պոլիպեպտիդները արյան clotting.

Դերը կենտրոնացման ելանյութերի է բջջային նյութափոխանակության

Կարգավորումը գործունեության enzyme substrate առկայության դիտարկել մասամբ շփման ենթավերնագիր »multienzyme համալիրի»: Փոխարժեքը կատալիտիկ ռեակցիաների տեղի ունեցող մի քանի փուլերով, մեծապես կախված է մի շարք մոլեկուլների սկսած նյութական է hyaloplasm բջիջների կամ organelles: Դա պայմանավորված է այն հանգամանքով, որ արագությունը metabolic կամրջակ ուղիղ համեմատական է Համակենտրոնացման մեկնարկային նյութական. Ավելի մեծ reactant մոլեկուլները գտնվում է cytosol, որ բարձր է արագությունը բոլոր հետագա քիմիական ռեակցիաների:

allosteric կարգավորում

Ֆերմենտները, որոնց գործունեությունը վերահսկվում է ոչ միայն համակենտրոնացում ելանյութերի, ռեակտիվները, այլեւ արարիչ նյութերի, բնութագրվում է այսպես կոչված allosteric կանոնակարգով. Մեծ մասը, այդ enzymes են ներկայացվում միջանկյալ արտադրանքի նյութափոխանակության մեջ խցում: Պայմանավորված է effectors եւ իրականացրել կարգավորման enzyme գործունեության. Բիոքիմիա ցույց տվեց, որ այդ միացություններ, որոնք կոչվում են allosteric enzymes շատ կարեւոր է նյութափոխանակության բջիջների, քանի որ նրանք ունեն չափազանց բարձր զգայունության փոփոխությունների իր հոմեոստազի. Եթե ֆերմենտը inhibits է քիմիական ռեակցիայի, այսինքն այն նվազեցնում է իր արագությունը, դա կոչվում է բացասական արարիչ (արգելակիչ): Հակառակ դեպքում, երբ կա աճ է ռեակցիայի դեպքում, դա գալիս է activator մի դրական արարիչ: Շատ դեպքերում ելանյութերի, այսինքն, որ ռեագենտներ մտնելով քիմիական փոխազդեցության դեր խաղալ ակտիվացնողների: Իհարկե, արտադրանքը ձեւավորված բազմաստիճան ռեակցիաների վարվել, ինչպես inhibitors. Այս տեսակի կարգավորման վրա կառուցված հարաբերությունների կենտրոնացման ռեագենտների եւ արտադրանքի, որը կոչվում է heterotrophic.