Regulacja allosteryczna i pętle sprzężenia zwrotnego

Więc dzisiaj porozmawiamy o tym jak regulacja allosteryczna może wpływać na kinetykę enzymów, ale najpierw przypomnijmy, że kataliza enzymów może być podzielona na dwa etapy pierwszy to wiązanie enzymów z substratami i drugi to tworzenie produktów i używając tej informacji możemy wyprowadzić równanie michaelisa-menten równanie, które pozwala nam spojrzeć na szybkość tworzenia produktu przez enzym w odniesieniu do stężenia substratu pamiętajmy również, że substraty zazwyczaj wiążą się z enzymami w miejscu aktywnym więc co mamy na myśli mówiąc o regulacji allosterycznej dobrze wiemy, że enzymy zazwyczaj mają miejsce aktywne, gdzie substraty mogą się wiązać, ale enzymy mogą również mieć to, co nazywamy miejscem allosterycznym i te miejsca allosteryczne są miejscami na enzymie, gdzie każdy regulator enzymatyczny może się związać i umieściłem tę gwiazdę tutaj tylko po to, aby zaznaczyć, że miejsca allosteryczne mogą być w dowolnym miejscu na enzymie i może być ich dowolna liczba, więc co mamy na myśli mówiąc regulatory dobrze, że ogólnie mówimy, że są dwa rodzaje regulatorów są allosteryczne aktywatory, które zwiększają aktywność enzymatyczną i aktywują je i allosteryczne regulatory, które zwiększają aktywność enzymatyczną i aktywują je. i aktywują je oraz inhibitory allosteryczne, które zmniejszają aktywność enzymatyczną i hamują enzymy, więc spójrzmy na to, co rozumiemy przez zwiększanie i zmniejszanie aktywności enzymatycznej z perspektywy kinetycznej, więc pamiętamy równanie Michaelisa Mentena i jeśli zakładamy, że stężenie substratu jest stałe, to istnieją dwa sposoby wpływania na aktywność enzymatyczną lub vo i w tym pierwszym wykresie narysowałem trzy różne krzywe i niebieska krzywa reprezentuje enzym funkcjonujący bez regulatora allosterycznego w ogóle, czerwona krzywa reprezentuje enzym z inhibitorem allosterycznym, a zielona krzywa reprezentuje enzym analizujący aktywator i w tym przykładzie aktywatory i inhibitory wpływają na vo poprzez zwiększenie lub zmniejszenie km, ponieważ wartości v-max wydają się być dość bliskie pomiędzy trzema krzywymi, więc aktywator tutaj może zmniejszać km Teraz w tym przykładzie szyi mamy te same trzy kolorowe krzywe, ale zamiast km zmieniających się znacząco, regulatory wydają się zmieniać v-max z aktywatorem zwiększającym wartość v-max wartość tak teraz, że mamy omówione o aktywatory w pozwól nam wprowadzić ideę pętli sprzężenia zwrotnego i podstawową ideą jest to, że pętla sprzężenia zwrotnego jest, gdy masz produktów w dół łańcucha regulującego reakcje w górę łańcucha i rozumiem, że to może być ustne, więc pozwól mi pokazać ten mały ciąg reakcji, gdzie mamy a tworząc być przez reakcję 1 i B tworząc zobaczyć przez reakcję 2 i tak dalej i tak dalej teraz powiedzmy, że cząsteczka F działał jako aktywator dla enzymu zasilającego reakcję 1 więc miał pozytywny wpływ na enzym jeden działalności teraz nazwalibyśmy to dodatnie sprzężenie zwrotne ponieważ cząsteczka F zwiększa tempo reakcji 1, co powoduje, że powstaje jeszcze więcej F, ponieważ zwiększyliśmy tempo powstawania cząsteczki F. Powiedzmy, że cząsteczka F miała negatywny wpływ na enzym 1. Nazwalibyśmy to ujemnym sprzężeniem zwrotnym, ponieważ cząsteczka F zmniejsza tempo reakcji 1. reakcji 1, co prowadzi do zmniejszenia tempa tworzenia cząsteczki F, więc spójrzmy na przykład pętli sprzężenia zwrotnego tylko po to, aby naprawdę doprowadzić do punktu, jeśli nadal jesteś zdezorientowany teraz fosfofruktokinaza jest enzymem zaangażowanym w glikolizę i katalizuje konwersję fruktozy 6-fosforanu i ATP do postaci fruktozy 1 6 bisfosforanu i adp teraz pamiętaj, że glikoliza jest procesem metabolicznym, który komórki wykorzystują do generowania ATP, więc oto cząsteczka F lub regulator downstream z ostatniego przykładu to ATP i okazuje się, że ATP jest allosterycznym inhibitorem fosfodiesterazy komórki mówiącej, że mamy ATP i tak naprawdę nie potrzebujemy więcej i nie potrzebujemy fosfofruktokinazy, aby popchnąć glikolizę do przodu, więc byłby to dobry przykład pętli ujemnego sprzężenia zwrotnego, ponieważ wytwarzanie ATP spowalnia glikolizę, a tym samym spowalnia tempo Teraz, ponieważ ATP jest zarówno regulatorem allosterycznym jak i substratem dla fosfofruktokinazy możemy nazwać go inhibitorem homotropowym, co jest nowym terminem i nazywamy go inhibitorem homotropowym, ponieważ substrat i regulator są tą samą cząsteczką teraz am P, który jest zużyty ATP jest aktywatorem dla fosfofruktokinazy i to również ma sens, ponieważ jeśli poziom MP jest wysoki to poziom ATP jest prawdopodobnie niski i to jest tak jakby komórka mówiła, że potrzebujemy ATP, więc potrzebujemy mrozu, ale kinaza fruktozy, aby popchnąć glikolizę do przodu teraz, ponieważ a.m. P jest cząsteczką regulującą, ale nie jest substratem w miejscu aktywnym dla fosfofruktokinazy, będzie ona uważana za heterotropowy aktywator, ponieważ substrat i regulator są różne. Ostatnią kwestią, którą chcę poruszyć jest to, że specyficzne reakcje stanowią doskonałe punkty kontrolne dla długich, wieloetapowych procesów.procesów wieloetapowych i pamiętajmy, że glikoliza jest sekwencją dziesięcioetapową, więc dlaczego jest tak wiele regulacji dla tego jednego etapu, cóż, ta reakcja ma bardzo ujemną deltę G i jest to w rzeczywistości ujemne cztery i pięć kcal na mol, a to oznacza, że nie jest łatwo ją odwrócić, ponieważ będzie duże uwolnienie energii z reakcji i to sprawia, że ten etap glikolizy jest doskonałym punktem kontrolnym dla wszystkich dziesięciu etapów razem, ponieważ jest to mniej więcej reakcja jednokierunkowa.Czego się nauczyliśmy, po pierwsze dowiedzieliśmy się o koncepcji love story i o tym, jak cząsteczki regulacyjne mogą wiązać się z miejscami allosterycznymi zamiast miejsc aktywnych, po drugie dowiedzieliśmy się, że te allosteryczne regulatory wpływają na kinetykę enzymów poprzez zwiększanie lub zmniejszanie km Emax, a po trzecie dowiedzieliśmy się, czym jest pętla sprzężenia zwrotnego i jak w długich wieloetapowych procesach, takich jak polikwidacja, najlepszymi punktami kontrolnymi są etapy o dużym zaangażowaniu, te z bardzo ujemnymi wartościami Delta G

.