Indhold
Enzymer er proteiner, der katalyserer eller kraftigt fremskynder de mange vitale kemiske reaktioner, der forekommer i kroppen på alle tidspunkter.
Dette betyder, at mængden af "startende" kemikalie i reaktionen eller underlaget forsvinder hurtigere, mens mængden af "færdige" kemikalier eller produkter akkumuleres hurtigere. Selvom dette kan være ønskeligt på kort sigt, hvad sker der når mængden af produkt er tilstrækkelig, men der er stadig masser af underlag til enzymet at arbejde på?
Heldigvis for celler har de en måde at "tale" med enzymer fra opstrøms, som det var, for at lade dem vide, at det er tid til at bremse eller lukke ned. Den måde er feedbackhæmning af enzymer, en form for regulering af feedback.
Grundlæggende om enzym
Enzymer er fleksible proteiner, der fremskynder biokemiske reaktioner ved at gøre det lettere for substratmolekylet at antage det fysiske arrangement af produktmolekylet, idet de to normalt er meget tæt kemisk relaterede.
Når et enzym binder til dets specifikke underlag, inducerer det ofte a konformationel ændring i molekylet, idet det tilskyndes til at være mere energisk tilbøjelig til at tage formen på produktmolekylet. I kemisk regnskabsmæssig henseende sker denne lettelse af en reaktion, der ellers ville forekomme for langsomt for livet, fordi enzymet sænker aktiveringsenergi af reaktionen.
Nogle enzymer virker ved at bringe to substratmolekyler fysisk tættere sammen ved bøjning, hvilket får reaktionen til at ske hurtigere, fordi substraterne derefter lettere kan udveksle elektroner, de kemiske bindinger.
Enzymregulering forklaret
Når det er tid til at beordre et enzym til at stoppe, har cellen en række måder at gøre dette på.
Den ene er igennem konkurrencehæmning af enzymet, hvilket sker, når et stof, der meget ligner underlaget, introduceres til miljøet. Dette "tricks" enzymet til at fastgøre til det nye stof i stedet for det tilsigtede mål. Det nye molekyle kaldes en konkurrencedygtig inhibitor af enzymet.
I ikke-konkurrencedygtig hæmning, et nyligt introduceret molekyle binder også til enzymet, men på et sted fjernet fra hvor det udøver sin aktivitet på dets underlag, kaldet en allosterisk websted. Dette forstyrrer enzymet ved at ændre dets form.
I allosterisk aktivering, den grundlæggende kemi er den samme som ved ikke-konkurrencedygtig inhibering, undtagen i dette tilfælde får enzymet besked om at fremskynde, ikke bremse, ved ændringen i form af molekylets binding til det allosteriske sted inducerer.
Feedbackhæmning: Definition
I feedbackhæmning, bruges et produkt til at regulere den reaktion, der genererer dette produkt. Dette sker, fordi produktet i sig selv er i stand til at fungere som en enzyminhibitor i visse koncentrationer, idet flere reaktioner "opstrøms" for hvor det er dannet.
Når et molekyle, som du kan tænke på som C, feeds to trin tilbage i en reaktion for at fungere som en allosterisk hæmmer for produktionen af B fra molekyle A, skyldes det, at der er opbygget for meget C i cellen. Når mindre A omdannes til B takket være den allosteriske hæmning af C, bliver mindre B til C, og dette sker, indtil der er forbrugt nok C til at trække det væk fra A-til-B-enzymet til at få reaktionerne til at gå igen.
Feedbackhæmning: Eksempel
Syntesen af ATP, den levende cellers universelle brændstofvaluta, styres af feedbackhæmning.
Adenosintriphosphat eller ATP er et nukleotid fremstillet af ADP eller adenosindiphosphat ved at knytte en phosphatgruppe til ADP. ATP kommer fra cellulær respiration, og ATP fungerer som en allosterisk inhibitor af enzymerne i forskellige trin i den cellulære respirationsproces.
Selvom ATP er et brændstofmolekyle og således uundværlig, er det kortvarigt og vender spontant tilbage til ADP, når det findes i høje koncentrationer. Dette betyder, at et overskud af ATP kun går til spilde, hvis cellen gik i besvær med at syntetisere større mængder, end den gør takket være feedbackhæmning.