Enzyme sind Proteine, die die vielen lebenswichtigen chemischen Reaktionen, die im Körper ständig ablaufen, katalysieren oder stark beschleunigen.
Dies bedeutet, dass die Menge der "Start"-Chemikalie in der Reaktion, oder Substrat, schwindet schneller, während sich die Menge an "fertigen" Chemikalien oder Produkten schneller ansammelt. Dies mag kurzfristig wünschenswert sein, aber was passiert, wenn die Produktmenge ausreicht, aber noch genügend Substrat für die Arbeit des Enzyms vorhanden ist?
Zum Glück für die Zellen haben sie eine Möglichkeit, mit Enzymen von stromaufwärts zu "sprechen", um sie wissen zu lassen, dass es Zeit ist, langsamer zu werden oder herunterzufahren. So ist der Rückkopplungshemmung von Enzymen, eine Form der Rückkopplungsregelung.
Enzym-Grundlagen
Enzyme sind flexible Proteine die biochemische Reaktionen beschleunigen, indem sie es dem Substratmolekül erleichtern, die physikalische Anordnung des Produktmoleküls, wobei die beiden chemisch meist sehr eng beieinander liegen verbunden.
Wenn ein Enzym an sein spezifisches Substrat bindet, induziert es oft a Konformationsänderung im Molekül, was es in die Richtung drängt, energetisch stärker geneigt zu sein, die Form des Produktmoleküls anzunehmen. Aus chemischer Sicht erfolgt diese Ermöglichung einer Reaktion, die sonst zu langsam für das Leben ablaufen würde, weil das Enzym die Aktivierungsenergie der Reaktion.
Einige Enzyme wirken, indem sie zwei Substratmoleküle durch Biegen physikalisch näher zusammenbringen, wodurch die Reaktion schneller ab, weil die Substrate dann leichter Elektronen austauschen können, den Stoff der chemischen Fesseln.
Enzymregulation erklärt
Wenn es an der Zeit ist, einem Enzym zu befehlen, zu stoppen, hat die Zelle eine Reihe von Möglichkeiten, dies zu tun.
Einer ist durch Konkurrenzhemmung des Enzyms, das passiert, wenn eine Substanz, die dem Substrat sehr ähnlich ist, in die Umwelt eingebracht wird. Dadurch wird das Enzym dazu gebracht, sich an die neue Substanz anstatt an das beabsichtigte Ziel zu binden. Das neue Molekül wird als kompetitiver Inhibitor des Enzyms bezeichnet.
Im nicht kompetitive Hemmung, bindet ein neu eingeführtes Molekül ebenfalls an das Enzym, jedoch an einer entfernten Stelle, wo es seine Aktivität auf sein Substrat ausübt, genannt an allosterisch Seite? ˅. Dies stört das Enzym, indem es seine Form verändert.
Im allosterische Aktivierung, ist die chemische Grundchemie die gleiche wie bei der nichtkompetitiven Hemmung, außer dass in diesem Fall das Enzym durch die Formänderung soll die Bindung des Moleküls an die allosterische Stelle beschleunigt und nicht verlangsamt werden induziert.
Rückkopplungshemmung: Definition
Im Rückkopplungshemmung, wird ein Produkt verwendet, um die Reaktion zu regulieren, die dieses Produkt erzeugt. Dies geschieht, weil das Produkt selbst in bestimmten Konzentrationen als Enzyminhibitor wirken kann, mehrere Reaktionen "stromaufwärts" von der Stelle, an der es gebildet wird.
Wenn ein Molekül, das Sie sich als C vorstellen können, zwei Schritte in einer Reaktion zurückführt, um als allosterischer Inhibitor der Produktion von B aus Molekül A, weil sich zu viel C in gebildet hat die Zelle. Da dank der allosterischen Hemmung durch C weniger A in B umgewandelt wird, wird weniger B in C umgewandelt, und Dies geschieht, bis genug C verbraucht ist, um es vom A-to-B-Enzym abzuleiten, um die Reaktionen in Gang zu setzen nochmal.
Rückkopplungshemmung: Beispiel
Die Synthese von ATP, der universellen Treibstoffwährung lebender Zellen, wird durch die Rückkopplungshemmung gesteuert.
Adenosintriphosphat, oder ATP, ist ein Nukleotid, das aus ADP oder Adenosindiphosphat hergestellt wird, indem eine Phosphatgruppe an ADP gebunden wird. ATP stammt aus der Zellatmung, und ATP wirkt als allosterischer Inhibitor der Enzyme bei verschiedenen Schritten in der Zellatmungsprozess.
Obwohl ATP ein Brennstoffmolekül und damit unverzichtbar ist, ist es kurzlebig und wandelt sich in hohen Konzentrationen spontan in ADP um. Das bedeutet, dass ein Überschuss an ATP nur dann verschwendet würde, wenn sich die Zelle die Mühe machen würde, größere Mengen zu synthetisieren, als sie es dank Rückkopplungshemmung tut.
