Fermentai yra baltymai, kurie katalizuoja arba labai pagreitina visą laiką organizme vykstančias daugybę gyvybiškai svarbių cheminių reakcijų.
Tai reiškia, kad "pradinės" cheminės medžiagos kiekis reakcijoje arba substratas, nyksta greičiau, tuo tarpu „gatavų“ cheminių medžiagų ar produktų kiekis kaupiasi greičiau. Nors tai gali būti pageidautina per trumpą laiką, kas nutinka, kai produkto kiekis yra pakankamas, tačiau vis tiek yra daug substrato fermentui veikti?
Laimei, ląstelės, jos turi būdą „pasikalbėti“ su fermentais iš aukštupio, tarytum, pranešti, kad laikas sulėtinti ar išsijungti. Tokiu būdu yra grįžtamasis fermentų slopinimas, grįžtamojo ryšio reguliavimo forma.
Fermentų pagrindai
Fermentai yra lankstūs baltymai kad pagreitina biochemines reakcijas, palengvinant substrato molekulei prisiimti fizinis produkto molekulės išsidėstymas, o abu šie elementai paprastai būna labai chemiškai susijęs.
Kai fermentas jungiasi su savo specifiniu substratu, jis dažnai sukelia a konformacinis pokytis
molekulėje, ragindamas ją labiau energetiškai linkti įgauti produkto molekulės formą. Cheminės apskaitos požiūriu, tai palengvina reakciją, kuri kitu atveju atsirastų per lėtai visą gyvenimą, nes fermentas sumažina aktyvavimo energija reakcijos.Kai kurie fermentai veikia sulenkdami fiziškai suartindami dvi substrato molekules, o tai daro reakcija vyksta greičiau, nes substratai gali lengviau keistis elektronais, cheminėmis medžiagomis obligacijos.
Fermentų reguliavimas paaiškintas
Kai ateina laikas užsisakyti fermento sustabdymą, ląstelė turi keletą būdų tai padaryti.
Vienas yra per konkurencinis slopinimas fermento, kuris įvyksta, kai į aplinką patenka medžiaga, kuri labai primena substratą. Tai „apgauna“ fermentą prisijungti prie naujos medžiagos, o ne pagal numatytą tikslą. Naujoji molekulė vadinama konkurenciniu fermento inhibitoriumi.
Į nekonkurencingas slopinimas, naujai įnešta molekulė taip pat prisijungia prie fermento, tačiau toje vietoje, kuri pašalinta iš ten, kur ji veikia savo substratą, vadinama alosterinis svetainėje. Tai trukdo fermentui keičiant jo formą.
Į alosterinis aktyvavimas, pagrindinė chemija yra tokia pati kaip ir nekonkurencinio slopinimo atveju, išskyrus šį atvejį, fermentas yra liepta pagreitinti, o ne sulėtinti, pasikeitus molekulės formai, susijungiančiai su alosterine vieta skatina.
Grįžtamojo ryšio slopinimas: apibrėžimas
Į grįžtamojo ryšio slopinimas, produktas naudojamas reakcijai, kuri generuoja tą produktą, reguliuoti. Taip atsitinka todėl, kad pats produktas gali veikti kaip fermentų inhibitorius, esant tam tikroms koncentracijoms, daugybei reakcijų „prieš srovę“, kur jis susidaro.
Kai molekulė, kurią galite įsivaizduoti kaip C, grįžta į du reakcijos etapus, kad veiktų kaip alosterinis B gamybos iš molekulės A inhibitorius, todėl, kad susikaupė per daug C ląstelė. Mažiau B paverčiamas B dėl alosterinio slopinimo C, mažiau B paverčiamas C ir tai vyksta tol, kol suvartojama pakankamai C, kad atitrauktų jį nuo A – B fermento, kad vyktų reakcijos vėl.
Grįžtamojo ryšio slopinimas: pavyzdys
ATP, universalios gyvų ląstelių kuro valiutos, sintezę kontroliuoja grįžtamojo ryšio slopinimas.
Adenozino trifosfatasarba ATP yra nukleotidas, pagamintas iš ADP arba adenozino difosfato, prijungiant fosfato grupę prie ADP. ATP gaunamas iš ląstelių kvėpavimo, o ATP įvairiais etapais veikia kaip fermentų alosterinis inhibitorius ląstelinio kvėpavimo procesas.
Nors ATP yra kuro molekulė ir todėl būtina, ji yra trumpalaikė ir savaime grįžta į ADP, kai randama didelė koncentracija. Tai reiškia, kad ATP perteklius eikvotų tik tuo atveju, jei ląstelė susidurtų su sunkumais sintetindama didesnius kiekius nei dėl grįžtamojo ryšio slopinimo.