Ферменттер қызметін реттеу және олардың жолдары

Ашық биологиялық жүйелердің жиынтығы ретінде жұмыс істейді тірі материяның бірлігі ретінде, ұялы үнемі сыртқы ортасы зат және энергия байланысып. ферменттер - оған гомеостаз сақтау үшін ақуыз сипаттағы ерекше заттар тобы бар. ферменттер белсенділігін құрылымы, функциясы және реттеу арнайы салалық биохимия оқыған, энзимология деп аталатын. Бұл мақалада, нақты мысалдар пайдалана отырып, біз жоғары Сүтқоректілер мен адамның тән ферменттердің қызметін реттейтін түрлі механизмдері мен әдістері қарастырады.

оңтайлы фермент қызметі үшін қажетті жағдайлар

селективті меңгеру реакция және бөлшектемей екі әсер биологиялық белсенді агенттер белгілі бір жағдайларда жасушаларында оның каталитикалық қасиеттері. Мысалы, ол орналастыру қабылдайды ұяшықтың қай бөлігінде білу үшін маңызды химиялық процесс, ферменттер қамтиды. Арқасында compartmentation (сайттарға цитоплазмасының бөлімшесі) антагонистік реакциялар, оның әр түрлі бөліктері мен органеллалар орын.

Осылайша, ақуыз синтезі рибосомалардың және оларды ажырату жүзеге асырылады - гиалоплазмадан жылы. қарама-қарсы биохимиялық реакцияларды катализдейді ферменттерінің Жасушалық қызметін реттеу, метаболизм оңтайлы ағынының жылдамдығы қамтамасыз етеді, сонымен қатар энергетикалық пайдасыз метаболические жолдары қалыптасуына кедергі ғана емес.

мультиэнзимді кешені

ферменттердің және құрылымдық-функционалдық ұйымдастыру, ферментативті нысандары бірлік жасушалар. оған өтеді химиялық реакциялардың көпшілігі өзара байланысты. Бірінші реакция Көпсатылы химиялық процесс өнім одан әрі үшін реагент болса, бұл жағдайда, ұяшықта ферменттер кеңістіктік орналасуы әсіресе қатты көрінеді.

Ферменттер табиғаты қарапайым немесе күрделі белоктар арқылы екенін ұмытпау керек. Ал, ең алдымен, пептидтің үшіншілік немесе төрттік құрылымын өз кеңістіктік конфигурациясы өзгеруіне байланысты ұялы субстраттар олардың сезімталдығы. Ферменттер және осындай химиялық құрамы гиалоплазмадан, реагенттер және реакция өнімдерінің концентрациясы, температура ретінде ұялы параметрлерін, сонымен қатар көрші жасушалар немесе жасуша аралық сұйықтық өзгеруіне ғана емес, өзгерістерге жауап.

Неге жасуша бөліктерге бөлінген

жай ғана ғажайып Парасатты және логикалық табиғат құрылғы. Бұл толық ұяшықтың тән өмір көріністерін қолданылады. бағыттағы ферментативті химиялық реакциялар, мысалы гликолиза және глюкозаның синтезі сол түтікке жалғастыру мүмкін емес әбден түсінікті ғалым химик арналған. Олай болса, қарама-қарсы реакция гиалоплазмадан олардың мінез-құлық үшін субстрат болып бір ұяшықты, орын? Ол ұялы мазмұны екен - цитозоль - антагонистік химиялық процестер кеңістік бөлінген және оқшауланған нысандары локусы жүргізіледі, онда - купе. Арқасында жоғары Сүтқоректілер мен адамның өз метаболикалық реакциялардың әсіресе дәл реттеледі, және метаболизм өнімдері түрінде айналады, оңай ұялы сайттар қабырғалары арқылы еніп. Келесі, олар өзінің бастапқы құрылымын қалпына келтіру. рибосомалар, митохондриялар, ядро, лизосомалар: цитозолем Сонымен қатар, ферменттер органеллалар қамтылған.

энергетикалық метаболизм ферменттерінің рөлі

Пируваттың Тотығу декарбоксилэйшн қарастырайық. Ферменттердің каталитикалық белсенділігін реттеу, ол сондай-ақ энзимология зерттелген. Бұл биохимиялық процесс митохондрия өтеді - Эукариот жасушаларының dvumembrannyh органеллалар - және аноксические Резервуарларды бөлшектемей глюкоза мен арасындағы аралық процесін Кребс циклінің. Пируват дегидрогеназы кешен - PDH - үш ферменттер бар. жоғары сүтқоректілер және адам оның ацетил-КоА баламалы білім беру мүмкіндіктері молекулалардың жағдайда, яғни ацетил-КоА және Nath арттыру концентрациясы бар жатқан азайту. жасуша энергиясын көп бөлігін қажет және қышқыл цикл tricarboxylic күшейту реакциялардың жаңа акцепторлық молекулаларды қажет болса, ферменттер іске қосылады.

аллостерическим тежелуі қандай

каталитикалық ингибиторлары - ферменттер қызметін реттеу арнайы заттармен жүзеге асырылуы мүмкін. Олар ковалентті оның белсенді сайты айналып, нақты локусы ферменттер байланысты болуы мүмкін. Бұл катализатор құрылымын кеңістік деформация әкеледі және автоматты түрде оның ферменттік қасиеттерінің төмендеуіне әкеп соғады. Басқаша айтқанда, ферменттер белсенділігін аллостерическим реттеу бар. Біз сондай-ақ каталитикалық іс-қимыл тән олигомерные ферменттер, олардың молекуласының екі немесе одан да көп полимерлік ақуыз суббірліктерден тұрады, яғни сол осы нысаны деп қосыңыз. алдыңғы атауы талқыланды PDH-кешені тек үш олигомерные ферменттер бар: пируват дегидрогеназы, бір дегидрогеназы және gidrolipoil transatsetilazu degidrolipoil.

нормативтік ферменттер

Энзимология зерттеу осы фактіні белгіленген химиялық реакциялардың жылдамдығы катализатордың концентрациясы мен қызметінің де байланысты. Ең жиі, ірі метаболикалық жолдары реттейді құрамында ферменттер реакция жылдамдығын оның барлық алаңдарында.

Олар нормативтік деп аталады және әдетте кешенінің бастапқы реакция әсер, және қайтымсыз реакция баяу химиялық процестердің ең қатысу, немесе метаболикалық жолдары филиалы нүктелерінде реагенттерді қосыла алады.

пептид өзара іс-қимыл қалай

фермент қызметін реттеу ұяшықта орын алған бір әдіс ақуыз-ақуыз өзара іс-қимыл болып табылады. Бұл не? Нормативтік ақуыздар фермент молекуласының, оған сәйкес олардың жандандыру үшін біріктіріледі. Мысалы, adenylate белсенді гуанилатциклазы фермент Жасушалық қабықшаның ішкі бетінде орналасқан және рецепторлардың Гормондардың және оған және ферменттер арасындағы лақтыруға пептид сияқты құрылымдармен өзара іс-қимыл мүмкін. Алынған қосылу рецепторлардың Гормондардың оның ақуыз аралық кеңістік растауды өзгертеді бастап, биохимия adenylate белсенді гуанилатциклазы каталитикалық қасиеттерін арттыру, осы әдіс «белсендіру есебінен қосылу реттеуші белоктар.» деп аталады

Protomers және биохимия олардың рөлі

әйтпесе протеинкиназы деп аталатын заттардың Бұл топ, пептид макромолекулаларының тиесілі аниондық PO ₄ ^3- gidroksogrupp амин қышқылы беруді жеделдету. ферменттер protomers қызметін реттеу Ол молекуласы протеинкиназа а мысалы ретінде біз қаралатын болады - тетрамера каталитикалық екі тұрады және екі нормативтік суббірліктердің және пептид сияқты ұзақ protomer Нормативтік облысы төрт сАМР молекула қоса тіркелген ретінде катализатор ретінде жұмыс істемейді. Бұл екі каталитикалық белсендірілген ақуыз бөлшектердің, яғни диссоциациялану protomers босату әкеледі реттеуші белоктар кеңістіктік құрылымын, айналдыру туғызады. сАМР молекуласының реттеуші суббірліктерден бөлек болса қауымдастығы каталитикалық және нормативтік пептид бөлшектер орын ретінде, протеин киназ енжар күрделі қайтадан тетрамера үшін қалпына келтірді. Осылайша, фермент қызметін реттеу жоғарыда талқыланды жолы олардың қайтымды сипатын қамтамасыз етеді.

фермент қызметін химиялық реттеу

фермент қызметін реттеу, фосфорлану, dephosphorylation осы тетіктерін биохимиясы және зерттеді. Бұл жағдайда фермент қызметін реттеу механизмі келесі пішін: OH бар ферментінің амин қышқылы қалдықтары ^- fosfoproteinfosfataz байланысты әсерінен олардың химиялық модификациялау өзгертіңіз. Бұл жағдайда, көнбейтін түзету ферментінің белсенді сайтында, оларды белсендіру және басқалар үшін қандай да бір себептермен, онда ферменттер - ингибиторлық. каталитикалық қасиеттерін fosfoproteinfosfataz өздері өз кезегінде гормондар реттеледі. Мысалы, мал крахмал - гликоген - асқазан ферменттер - тамақ арасында және май глюкагон әсерінен ұлтабар, дәлірек асқазан-ішек жолдарындағы сынған, немесе.

Бұл процесс трофикалық асқазан-ішек ферменттер фосфорлану арқылы жақсарады. Азық-түлік он екі елі ішектің ішіне асқазан бастап кіреді кезде ас қорыту белсенді кезеңде, глюкагон синтез жақсарады. Инсулин - Langerhans туралы аралдардың альфа жасушаларында өндірілетін бір ұйқы безінің ферменттер, - асқорыту ферменттерінің сол тетігін фосфорлану, соның ішінде рецепторлардың өзара іс-қимыл.

ішінара протеолиза бөлінген

Өздеріңіз көріп отырғандай, ұяшықта фермент қызметін реттеу деңгейлері құбылып. цитозолем немесе органеллалар (қан плазмасында немесе асқазан-ішек жолдарындағы) тыс болып табылады ферменттер үшін, белсендіру әдісі пептид облигациялар CO-NH гидролиз процесі болып табылады. Мұндай ферменттер енжар түрінде синтезделеді, өйткені қажет. Молекуласы ферментінің пептид бөлігі арқылы жарылатын және қалған белсенді сайттың құрылымын модификациялау жатады. Бұл фермент «жұмыс жағдайын қамтиды», бұл шын мәнінде әкеледі, яғни, химиялық процесінің барысын әсер алады. Мысалы, енжар ферменттер асқазан ұлтабар енгізу тұтандырушы ақуыздар тағамды емес trypsinogen. Ол enteropeptidase протеолиза әсерінен орын алады. содан кейін фермент белсендіріледі және қазір трипсин деп аталады. Ішінара протеолиза бөлінген - процесс қайтымды болып табылады. Ол мұндай қан ұю полипептидтер сынған ферменттер белсендіру ретінде жағдайларда кездеседі.

жасуша метаболизмі бастапқы материалдарды концентрациясы рөлі

Байланыс субтитр ішінара қаралған фермент субстрат қолжетімділігін қызметін реттеу «мультиэнзимді кешенін». бірнеше кезеңнен өтіп каталитикалық реакциялар жылдамдығы, бастапқы материалдың молекулалардың санына жоғары тәуелді гиалоплазмадан жасушалар немесе органеллалар орналасқан. Бұл метаболикалық жолдары жылдамдығы бастапқы материалдың концентрациясына тікелей пропорционалды екендігіне байланысты. цитозоле орналасқан ірі реагент молекулалар, барлық кейінгі химиялық реакциялардың жоғары жылдамдығы.

аллостерическим реттеу

қызметі деп аталатын аллостерическим реттеу сипатталады бастапқы материалдарды, реагенттерді, сонымен қатар эффекторлық заттардың концентрациясы, ғана емес бақыланады ферменттер. Осы ферменттердің көпшілігі ұяшықта алмасуының аралық өнімдері ұсынылды. эффекторам арқасында және фермент қызметін реттеу жүзеге асырылуда. Биохимия осы қосылыстар деп көрсетті, олар өз гомеостаздың өзгерістерге өте жоғары сезімталдығы бар аллостерическим ферменттер, жасушалардың метаболизмі үшін өте маңызды болып табылады деп аталатын. фермент химиялық реакция тежейді болса, онда ол оның жылдамдығын азайтады, яғни бұл - теріс эффекторлық (ингибиторы) деп аталады. оң эффекторлық - реакция қарқынының ұлғаюы болған кезде қарама-қарсы жағдайда, ол активатора келеді. Көп жағдайларда бастапқы материалдар, химиялық өзара кіретін яғни реагенттер рөлі активаторы ойнайды. әрине, көп сатылы реакциялардың қалыптастырған өнімдер ингибиторлары ретінде жұмыс істейді. реагенттер мен өнімдердің шоғырлануы қатынастарда салынған реттеу бұл түрі, хетеротрофик деп аталатын.