מהי עכבות משוב ומדוע חשוב בהסדרת פעילות האנזים?

אנזימים הם חלבונים המזרזים, או מזרזים מאוד, את התגובות הכימיות החיוניות הרבות המתרחשות בגוף בכל עת.

המשמעות היא שכמות הכימיקל ה"מתחיל "בתגובה, או מצע, נעלמת במהירות רבה יותר, בעוד שכמות הכימיקלים, או המוצרים "המוגמרים", מצטברת במהירות רבה יותר. אמנם זה עשוי להיות רצוי בטווח הקצר, אך מה קורה כאשר כמות המוצר מספיקה, אך עדיין יש המצע רב לאנזים לעבוד עליו?

למרבה המזל לתאים, יש להם דרך "לדבר" עם אנזימים ממעלה הזרם, כביכול, להודיע ​​להם שהגיע הזמן להאט או לכבות. הדרך הזו היא עיכוב משוב של אנזימים, סוג של ויסות משוב.

אנזימים הם חלבונים גמישים שמאיצים את התגובות הביוכימיות בכך שהם מקלים על מולקולת המצע להניח את סידור פיזיקלי של מולקולת המוצר, כאשר בדרך כלל השניים נמצאים באופן צמוד מאוד מבחינה כימית קָשׁוּר.

כאשר אנזים נקשר עם המצע הספציפי שלו, הוא גורם לעיתים קרובות a שינוי קונפורמציה במולקולה, דוחק אותה בכיוון להיות נוטה יותר אנרגטית לקבל את הצורה של מולקולת המוצר. במונחים חשבונאיים כימיים, הקלה זו של תגובה שאחרת תתרחש לאט מדי לכל החיים מתרחשת מכיוון שהאנזים מוריד את אנרגיית הפעלה של התגובה.

אנזימים מסוימים פועלים על ידי קירוב שתי מולקולות מצע פיזית זו על ידי כיפוף, מה שהופך את התגובה מתרחשת מהר יותר מכיוון שהמצעים יכולים להחליף אלקטרונים ביתר קלות, חומר כימי קשרים.

כאשר הגיע הזמן להזמין אנזים להפסיק, לתא יש מספר דרכים לעשות זאת.

האחד הוא דרך עיכוב תחרותי של האנזים, שקורה כאשר חומר שמזכיר מאוד את המצע מוחדר לסביבה. זה "מרמה" את האנזים להיצמד לחומר החדש במקום המטרה המיועדת לו. המולקולה החדשה נקראת מעכב תחרותי של האנזים.

ב עיכוב לא תחרותי, מולקולה שהוצגה לאחרונה נקשרת גם לאנזים, אך בנקודה שהוסרה מהמקום בו היא מפעילה את פעילותה על מצעיה, הנקראת אלוסטרי אֲתַר. זה מפריע לאנזים על ידי שינוי צורתו.

ב הפעלה אלוסטרית, הכימיה הבסיסית זהה לעיכוב לא תחרותי, למעט במקרה זה, האנזים הוא אמרו להאיץ, לא להאט, על ידי שינוי הצורה המולקולה הקושרת לאתר האלוסטרי גורם.

ב עיכוב משוב, משתמשים במוצר לוויסות התגובה שמייצרת מוצר זה. זה קורה מכיוון שהמוצר עצמו מסוגל לפעול כמעכב אנזים בריכוזים מסוימים, תגובות מרובות "במעלה הזרם" של המקום בו הוא נוצר.

כאשר מולקולה, שאתה יכול לחשוב עליה כ- C, מחזירה שני שלבים בתגובה לפעול כ- מעכב אלוסטרי של ייצור B ממולקולה A, זה בגלל שהצטבר יותר מדי C התא. כאשר פחות A מומר ל- B הודות לעיכוב האלוסטרי על ידי C, פחות B הופך ל- C, ו- זה קורה עד שנצרך מספיק C בכדי להסיר אותו מהאנזים A-to-B בכדי להביא לתגובות שוב.

הסינתזה של ATP, מטבע הדלק האוניברסלי של תאים חיים, נשלטת על ידי עיכוב משוב.

אדנוזין טרי פוספט, או ATP, הוא נוקלאוטיד עשוי ADP, או אדנוזין דיפוספט, על ידי הצמדת קבוצת פוספט ל- ADP. ATP מגיע מנשימה תאית, ו- ATP משמש כמעכב אלסטרואי של האנזימים בשלבים שונים תהליך נשימה תאית.

למרות ש- ATP היא מולקולת דלק ולכן היא חיונית, היא קצרת מועד וחוזרת באופן ספונטני ל- ADP כאשר היא נמצאת בריכוזים גבוהים. משמעות הדבר היא שעודף של ATP ילך לבזבז רק אם התא היה טורח לסנתז כמויות גדולות יותר מכפי שהוא עושה בזכות עיכוב משוב.