Enzim adalah protein yang mengkatalisis, atau sangat mempercepat, banyak reaksi kimia penting yang terjadi di dalam tubuh setiap saat.
Ini berarti bahwa jumlah bahan kimia "awal" dalam reaksi, atau substrat, menghilang lebih cepat, sementara jumlah bahan kimia "selesai", atau produk, terakumulasi lebih cepat. Meskipun ini mungkin diinginkan dalam jangka pendek, apa yang terjadi ketika jumlah produk cukup, tetapi masih ada banyak substrat untuk enzim untuk bekerja?
Untungnya bagi sel, mereka memiliki cara untuk "berbicara" dengan enzim dari hulu, seolah-olah, untuk memberi tahu mereka bahwa sudah waktunya untuk memperlambat atau mematikan. Cara itu adalah penghambatan umpan balik enzim, suatu bentuk regulasi umpan balik.
Dasar-dasar Enzim
Enzim adalah protein yang fleksibel yang mempercepat reaksi biokimia dengan mempermudah molekul substrat untuk pengaturan fisik molekul produk, dengan keduanya biasanya sangat dekat secara kimiawi chemical terkait.
Ketika suatu enzim berikatan dengan substrat spesifiknya, enzim tersebut sering menginduksi
perubahan konformasi dalam molekul, mendesaknya ke arah yang lebih bersemangat untuk mengambil bentuk molekul produk. Dalam istilah akuntansi kimia, fasilitasi reaksi yang seharusnya terjadi terlalu lambat untuk kehidupan ini terjadi karena enzim menurunkan energi aktivasi dari reaksi.Beberapa enzim bertindak dengan mendekatkan dua molekul substrat secara fisik dengan menekuk, yang membuat reaksi terjadi lebih cepat karena substrat kemudian dapat lebih mudah bertukar elektron, bahan kimia obligasi.
Regulasi Enzim Dijelaskan
Ketika tiba saatnya untuk memerintahkan suatu enzim untuk berhenti, sel memiliki beberapa cara untuk melakukannya.
Salah satunya melalui penghambatan kompetitif dari enzim, yang terjadi ketika suatu zat yang sangat mirip dengan substrat diperkenalkan ke lingkungan. Ini "menipu" enzim agar menempel pada zat baru, bukan target yang dimaksudkan. Molekul baru ini disebut inhibitor kompetitif enzim.
Di penghambatan nonkompetitif, molekul yang baru diperkenalkan juga mengikat enzim, tetapi pada tempat yang dihilangkan dari tempat ia melakukan aktivitasnya pada substratnya, yang disebut alosterik situs. Ini mengganggu enzim dengan mengubah bentuknya.
Di aktivasi alosterik, kimia dasarnya sama dengan inhibisi nonkompetitif, kecuali dalam kasus ini, enzimnya adalah disuruh mempercepat, bukan memperlambat, dengan mengubah bentuk molekul yang mengikat ke situs alosterik menginduksi.
Penghambatan Umpan Balik: Definisi
Di penghambatan umpan balik, suatu produk digunakan untuk mengatur reaksi yang menghasilkan produk tersebut. Hal ini terjadi karena produk itu sendiri mampu bertindak sebagai inhibitor enzim pada konsentrasi tertentu, beberapa reaksi "hulu" di mana ia terbentuk.
Ketika sebuah molekul, yang dapat Anda anggap sebagai C, memberi umpan balik dua langkah dalam reaksi untuk bertindak sebagai penghambat alosterik produksi B dari molekul A, itu karena terlalu banyak C telah terbentuk di sel. Dengan lebih sedikit A yang diubah menjadi B berkat penghambatan alosterik oleh C, lebih sedikit B yang dibuat menjadi C, dan ini terjadi sampai cukup C dikonsumsi untuk menariknya menjauh dari enzim A-ke-B untuk menjalankan reaksi lagi.
Penghambatan Umpan Balik: Contoh
Sintesis ATP, mata uang bahan bakar universal sel hidup, dikendalikan oleh inhibisi umpan balik.
Adenosin trifosfat, atau ATP, adalah nukleotida yang dibuat dari ADP, atau adenosin difosfat, dengan menempelkan gugus fosfat ke ADP. ATP berasal dari respirasi sel, dan ATP bertindak sebagai penghambat alosterik enzim pada berbagai langkah dalam proses respirasi seluler.
Meskipun ATP adalah molekul bahan bakar dan dengan demikian sangat diperlukan, itu berumur pendek dan secara spontan kembali ke ADP ketika ditemukan dalam konsentrasi tinggi. Ini berarti bahwa kelebihan ATP hanya akan sia-sia jika sel mengalami kesulitan mensintesis jumlah yang lebih besar daripada yang terjadi berkat penghambatan umpan balik.