กฎระเบียบของกิจกรรมของเอนไซม์และวิธีการของพวกเขา

ในฐานะที่เป็นหน่วยของเรื่องที่อยู่อาศัยซึ่งทำหน้าที่เป็นชุดของระบบเปิดทางชีวภาพเซลล์อย่างต่อเนื่องในการสื่อสารกับสภาพแวดล้อมภายนอกสารและพลังงาน เพื่อรักษาสมดุลในนั้นมีกลุ่มของสารพิเศษของธรรมชาติโปรตีน - เอนไซม์ โครงสร้างการทำงานและการควบคุมของกิจกรรมของเอนไซม์ศึกษาพิเศษสาขาชีวเคมีเอนไซม์ที่เรียกว่า ในบทความนี้ใช้ตัวอย่างที่เป็นรูปธรรมเราจะพิจารณากลไกและวิธีการต่างๆในการควบคุมกิจกรรมของเอนไซม์ธรรมชาติในการเลี้ยงลูกด้วยนมที่สูงขึ้นและมนุษย์

เงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการทำงานของเอนไซม์ที่ดีที่สุด

ตัวแทนงานทางชีวภาพที่คัดเลือกส่งผลกระทบต่อทั้งปฏิกิริยาดูดซึมและการแตกแยกแสดงคุณสมบัติการเร่งปฏิกิริยาในเซลล์ใต้เงื่อนไขบางประการ ยกตัวอย่างเช่นมันเป็นสิ่งสำคัญที่จะหาในสิ่งที่เป็นส่วนหนึ่งของเซลล์จะเกิดขึ้นใน กระบวนการทางเคมี ที่เกี่ยวข้องกับเอนไซม์ เนื่องจาก compartmentation (ส่วนหนึ่งของพลาสซึมไปยังเว็บไซต์ที่) ปฏิกิริยาปฏิปักษ์เกิดขึ้นในส่วนต่างๆและอวัยวะ

ดังนั้นการสังเคราะห์โปรตีนจะดำเนินการในไรโบโซมและความแตกแยกของพวกเขา - ใน hyaloplasm การควบคุมกิจกรรมของเอนไซม์เซลลูลาร์ซึ่งเป็นตัวกระตุ้นปฏิกิริยาทางชีวเคมีตรงข้ามไม่เพียง แต่ให้อัตราการไหลที่ดีที่สุดของการเผาผลาญ แต่ยังช่วยป้องกันการก่อตัวของพลังงานที่เผาผลาญเซลล์ที่ไร้ประโยชน์

เอนไซม์ที่ซับซ้อน

องค์กรโครงสร้างและการทำงานของเอนไซม์, เอนไซม์รูปแบบเซลล์หน่วย ส่วนใหญ่เกิดปฏิกิริยาทางเคมีที่เกิดขึ้นในนั้นมีความสัมพันธ์กัน หากในผลิตภัณฑ์หลายขั้นตอนกระบวนการทางเคมีของปฏิกิริยาแรกเป็นสารตั้งต้นสำหรับการเพิ่มเติมในกรณีนี้การจัดพื้นที่ของเอนไซม์ในเซลล์จะแสดงโดยเฉพาะอย่างยิ่ง

มันต้องจำได้ว่าเอนไซม์โดยธรรมชาติง่ายหรือโปรตีนที่ซับซ้อน และความไวของพวกเขาเพื่อพื้นผิวมือถือเพราะส่วนใหญ่จะมีการเปลี่ยนแปลงในการกำหนดค่าเชิงพื้นที่ของตัวเองในระดับอุดมศึกษาหรือสี่โครงสร้างของเปปไทด์ เอนไซม์และตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงที่ไม่เพียง แต่ในพารามิเตอร์โทรศัพท์มือถือเช่น hyaloplasm องค์ประกอบทางเคมีความเข้มข้นของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาอุณหภูมิ แต่ยังมีการเปลี่ยนแปลงในเซลล์ข้างเคียงหรือในของเหลว

ทำไมเซลล์แบ่งเป็นช่อง

ที่เหมาะสมและอุปกรณ์สัตว์ป่าตรรกะที่น่าอัศจรรย์เพียง นี้อย่างเต็มที่นำไปใช้กับชีวิตอาการลักษณะของเซลล์ สำหรับนักวิทยาศาสตร์นักเคมีค่อนข้างชัดเจนว่าปฏิกิริยาเคมีหลายทิศทางเอนไซม์เช่นการสังเคราะห์ของ glycolysis และกลูโคสไม่สามารถดำเนินการต่อไปในหลอดเดียวกัน วิธีการนั้นตรงข้ามกับที่เกิดขึ้นใน hyaloplasm ปฏิกิริยาเซลล์เดียวซึ่งเป็นสารตั้งต้นสำหรับการดำเนินการของพวกเขา? แต่กลับกลายเป็นว่าเนื้อหามือถือ - เซลล์ - ประเด็นกระบวนการทางเคมีที่เป็นปฏิปักษ์จะดำเนินการแยกเชิงพื้นที่และรูปแบบที่แยกตำแหน่ง - ช่อง เนื่องจากปฏิกิริยาการเผาผลาญอาหารของพวกเขาเลี้ยงลูกด้วยนมที่สูงขึ้นและมนุษย์ถูกควบคุมโดยเฉพาะอย่างแม่นยำและผลิตภัณฑ์การเผาผลาญอาหารจะกลายเป็นรูปแบบได้อย่างง่ายดายแทรกซึมผ่านผนังของเซลล์ไซต์ ต่อไปพวกเขาเรียกคืนโครงสร้างเดิม นอกเหนือไปจากเซลล์เอนไซม์ที่มีอยู่ใน organelles: ไรโบโซม, mitochondria, นิวเคลียส lysosomes

บทบาทของเอนไซม์ในการเผาผลาญพลังงาน

พิจารณา decarboxylation ออกซิเดชันของไพรู กฎระเบียบของการเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์ที่จะได้รับการศึกษาดีเอนไซม์ กระบวนการทางชีวเคมีนี้จะเกิดขึ้นใน mitochondria - การ organelles dvumembrannyh ของเซลล์ยูคาริโอ - และกระบวนการกลางระหว่างกลูโคสแยกซิกและ วงจร Krebs ไพรู dehydrogenase ซับซ้อน - PDH - มีสามเอนไซม์ เลี้ยงลูกด้วยนมในที่สูงขึ้นและลดมนุษย์มันเกิดขึ้นกับความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้นของ acetyl-CoA และภูมิพลอดุลยเดชเช่นในกรณีของทางเลือกโอกาสทางการศึกษาโมเลกุลของ acetyl-CoA ถ้าเซลล์ต้องการส่วนมากขึ้นของพลังงานและต้องยอมรับโมเลกุลใหม่สำหรับปฏิกิริยาการขยาย tricarboxylic วงจรกรดเอนไซม์จะเปิดใช้งาน

ยับยั้ง allosteric คืออะไร

กฎระเบียบของกิจกรรมของเอนไซม์สามารถดำเนินการได้ด้วยสารพิเศษ - สารยับยั้งการเร่งปฏิกิริยา พวกเขาอาจจะเชื่อมโยง covalently เอนไซม์ตำแหน่งเฉพาะผ่านการใช้งานเว็บไซต์ของตน นี้นำไปสู่ความผิดปกติของโครงสร้างเชิงพื้นที่ตัวเร่งปฏิกิริยาและจะส่งผลในการลดคุณสมบัติของเอนไซม์ ในคำอื่น ๆ ที่มีการควบคุม allosteric ของเอนไซม์ นอกจากนี้เรายังเพิ่มว่ารูปแบบของการดำเนินการเร่งปฏิกิริยาเอนไซม์ oligomeric โดยธรรมชาตินี้นั่นคือผู้ที่มีโมเลกุลประกอบด้วยสองคนหรือมากกว่าหน่วยย่อยของโปรตีนพอลิเมอ PDH ซับซ้อนกล่าวถึงในชื่อเรื่องก่อนหน้านี้เป็นเพียงการมีสามเอนไซม์ oligomeric: dehydrogenase ไพรู dehydrogenase และ degidrolipoil gidrolipoil transatsetilazu

เอนไซม์กฎระเบียบ

การวิจัยในเอนไซม์ที่ยอมรับความจริงที่ว่า อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี ขึ้นอยู่กับทั้งความเข้มข้นและการทำกิจกรรมของตัวเร่งปฏิกิริยา ส่วนใหญ่มักจะเผาผลาญที่สำคัญมีเอนไซม์ที่ควบคุม อัตราการเกิดปฏิกิริยา ที่ทุกเว็บไซต์ของตน

พวกเขาจะเรียกว่าการกำกับดูแลและมักจะส่งผลกระทบต่อปฏิกิริยาเริ่มต้นของความซับซ้อนและสามารถมีส่วนร่วมในส่วนของกระบวนการทางเคมีช้าในการเกิดปฏิกิริยากลับไม่ได้หรือเข้าร่วมสารตั้งต้นที่จุดสาขาในวิถีเมแทบอลิซึม

วิธีการคือการมีปฏิสัมพันธ์เปปไทด์

วิธีการหนึ่งที่ควบคุมการทำงานของเอนไซม์เกิดขึ้นในเซลล์เป็นปฏิสัมพันธ์โปรตีน มันคืออะไร? โปรตีนจะถูกรวมกับโมเลกุลเอนไซม์โดยการเปิดใช้งานของพวกเขา ยกตัวอย่างเช่นเอนไซม์ adenylate cyclase ตั้งอยู่บนพื้นผิวด้านในของเยื่อหุ้มเซลล์และอาจโต้ตอบกับโครงสร้างเช่นฮอร์โมนและเปปไทด์ที่จำหน่ายระหว่างมันและเอนไซม์ ตั้งแต่เกิดฮอร์โมนเปลี่ยนแปลงสารประกอบโปรตีนกลางยืนยันอวกาศวิธีในการเพิ่มคุณสมบัติเร่งปฏิกิริยาของ adenylate cyclase ชีวเคมีนี้จะเรียกว่า "การเปิดใช้งานเนื่องจากการภาคยานุวัติโปรตีน."

Protomers และบทบาทของตนในทางชีวเคมี

กลุ่มนี้ของสารที่เรียกว่ามิฉะนั้นโปรตีนไคเนสเร่งการโอนประจุลบที่ PO ₄ กรดอะมิโน ^3- gidroksogrupp ที่เป็นโมเลกุลเปปไทด์ กฎระเบียบของกิจกรรมของเอนไซม์ protomers จะได้รับการพิจารณาโดยเราเป็นตัวอย่างของโปรตีนไคเนสเอโมเลกุล - การ tetramer ประกอบด้วยสองตัวเร่งปฏิกิริยาและสองหน่วยย่อยของกฎระเบียบและเปปไทด์ไม่สามารถทำงานได้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาตราบเท่าที่ภูมิภาคกฎระเบียบสำหรับ protomer แนบโมเลกุลสี่ค่าย นี้จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของโครงสร้างการกระจายตัวของโปรตีนซึ่งนำไปสู่การเปิดตัวของสองตัวเร่งปฏิกิริยาการเปิดใช้งานอนุภาคโปรตีนเช่น protomers แยกออกจากกัน ถ้าแยกออกมาจากหน่วยย่อยของการกำกับดูแลของค่ายโมเลกุลโปรตีนไคเนสที่ซับซ้อนไม่ได้ใช้งานอีกครั้งเพื่อเรียกคืน tetramer เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นสมาคมและอนุภาคเปปไทด์กฎระเบียบ ดังนั้นวิธีการควบคุมการทำงานของเอนไซม์ที่กล่าวข้างต้นให้ธรรมชาติพลิกกลับของพวกเขา

กฎระเบียบทางเคมีของเอนไซม์

ชีวเคมีและศึกษากลไกเหล่านี้ของกฎระเบียบของกิจกรรมเอนไซม์ฟอสโฟ, dephosphorylation กลไกของการควบคุมการทำงานของเอนไซม์ในกรณีนี้มีรูปแบบต่อไปนี้: กรดอะมิโนของเอนไซม์ที่มี OH ^{- เปลี่ยนดัดแปลงทางเคมีของพวกเขาเนื่องจากการสัมผัสกับ} fosfoproteinfosfataz ในกรณีนี้การแก้ไขคล้อยตาม เว็บไซต์ที่ใช้งานของเอนไซม์ นั้นเอนไซม์ด้วยเหตุผลบางอย่างมันถูกเปิดใช้งานพวกเขาและสำหรับคนอื่น ๆ - การยับยั้ง fosfoproteinfosfataz คุณสมบัติการเร่งปฏิกิริยาตัวเองถูกควบคุมโดยฮอร์โมนในทางกลับกัน ยกตัวอย่างเช่นแป้งสัตว์ - ไกลโคเจน - และไขมันในระหว่างมื้ออาหารจะถูกแบ่งออกในทางเดินอาหารหรืออย่างแม่นยำมากขึ้นในลำไส้เล็กส่วนต้นภายใต้อิทธิพลของฮอร์โมนที่ - เอนไซม์ตับอ่อน

กระบวนการนี้จะเพิ่มขึ้นโดย phosphorylation ของเอนไซม์ในทางเดินอาหารโภชนาการ ในช่วงเวลาที่ใช้งานของการย่อยอาหารเมื่ออาหารเข้ามาจากกระเพาะอาหารเข้าสู่ลำไส้เล็กส่วนต้นที่สังเคราะห์ glucagon จะเพิ่มขึ้น อินซูลิน - หนึ่งเอนไซม์ตับอ่อนผลิตโดยเซลล์อัลฟาของเกาะแก่งของ Langerhans ที่ - โต้ตอบกับตัวรับรวมทั้ง phosphorylation ของกลไกเดียวกันของเอนไซม์ย่อยอาหาร

proteolysis บางส่วน

ที่คุณสามารถดูระดับของการควบคุมการทำงานของเอนไซม์ในเซลล์ที่แตกต่างกัน สำหรับเอนไซม์ที่อยู่นอกเซลล์หรืออวัยวะ (พลาสม่าในเลือดหรือในทางเดินอาหาร) วิธีการเปิดใช้งานเป็นกระบวนการของการย่อยสลายของพันธบัตรเปปไทด์ CO-NH มันเป็นสิ่งจำเป็นเนื่องจากเอนไซม์ดังกล่าวมีการสังเคราะห์ในรูปแบบที่ไม่ได้ใช้งาน โมเลกุลเกาะติดโดยส่วนเอนไซม์เปปไทด์และส่วนที่เหลืออาจมีการปรับเปลี่ยนโครงสร้างของเว็บไซต์ที่ใช้งานอยู่ นี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าเอนไซม์ "รวมถึงสภาพการทำงาน" ที่มีความสามารถที่จะมีอิทธิพลต่อหลักสูตรของกระบวนการทางเคมีที่ ยกตัวอย่างเช่นการใช้งานเอนไซม์ตับอ่อน trypsinogen ไม่แข็งกระด้างโปรตีนอาหารเข้าสู่ลำไส้เล็กส่วนต้น มันจะเกิดขึ้นภายใต้การกระทำของ proteolysis enteropeptidase หลังจากที่เอนไซม์ที่มีการเปิดใช้งานและเรียกว่าตอนนี้ trypsin proteolysis บางส่วน - กระบวนการย้อนกลับ มันเกิดขึ้นในกรณีเช่นกระตุ้นการทำงานของเอนไซม์ที่ทำลายลง polypeptides ในการแข็งตัวของเลือด

บทบาทของความเข้มข้นของวัสดุที่เริ่มต้นในการเผาผลาญของเซลล์

กฎระเบียบของการทำงานของเอนไซม์ความพร้อมพื้นผิวที่ดูส่วนหนึ่งในการติดต่อคำบรรยาย "เอนไซม์เชิงซ้อน." อัตราการเกิดปฏิกิริยาของตัวเร่งปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในหลายขั้นตอนที่จะสูงขึ้นอยู่กับจำนวนของโมเลกุลของวัสดุเริ่มต้นที่อยู่ในเซลล์หรืออวัยวะ hyaloplasm เพราะนี่คือความจริงที่ว่าความเร็วในการเดินการเผาผลาญอาหารเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความเข้มข้นของวัสดุที่เริ่มต้น ที่มีขนาดใหญ่โมเลกุลของสารตั้งต้นอยู่ในเซลล์ที่สูงกว่าความเร็วของปฏิกิริยาเคมีที่ตามมา

กฎระเบียบ allosteric

เอนไซม์ที่มีกิจกรรมที่จะถูกควบคุมโดยความเข้มข้นของวัสดุที่เริ่มต้นน้ำยา แต่ยังสาร effector ที่โดดเด่นด้วยการควบคุม allosteric เรียกว่าไม่เพียง แต่ ส่วนใหญ่ของเอนไซม์เหล่านี้จะถูกนำเสนอด้วยสินค้าขั้นกลางของการเผาผลาญในเซลล์ เนื่องจากเอฟเฟคและการดำเนินการควบคุมการทำงานของเอนไซม์ ชีวเคมีแสดงให้เห็นว่าสารเหล่านี้เรียกว่าเอนไซม์ allosteric มีความสำคัญมากสำหรับการเผาผลาญของเซลล์เช่นที่พวกเขามีความไวสูงมากต่อการเปลี่ยนแปลงในสภาวะสมดุลของมัน ถ้าเอนไซม์ยับยั้งปฏิกิริยาทางเคมีคือจะช่วยลดความเร็วของ - จะเรียกว่า effector ลบ (ยับยั้ง) ในกรณีตรงข้ามเมื่อมีการเพิ่มขึ้นของอัตราการเกิดปฏิกิริยาก็มาถึงการกระตุ้น - เป็น effector บวก ในกรณีส่วนใหญ่วัสดุที่เริ่มต้นกล่าวคือสารตั้งต้นการเข้ามีปฏิสัมพันธ์ทางเคมีเล่น activators บทบาท แน่นอนว่าผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาแบบหลายขั้นตอนประพฤติตัวเป็นสารยับยั้ง ประเภทของระเบียบนี้สร้างขึ้นเกี่ยวกับความสัมพันธ์ของความเข้มข้นของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ที่เรียกว่า heterotrophic