Enzymy to białka, które katalizują lub znacznie przyspieszają wiele ważnych reakcji chemicznych zachodzących w organizmie przez cały czas.
Oznacza to, że ilość „wyjściowego” związku chemicznego w reakcji lub podłoże, zanika szybciej, podczas gdy ilość „gotowych” chemikaliów lub produktów gromadzi się szybciej. Chociaż może to być pożądane w krótkim okresie, co się dzieje, gdy ilość produktu jest wystarczająca, ale wciąż jest dużo substratu, nad którym enzym może pracować?
Na szczęście dla komórek, mają sposób na „rozmowę” z enzymami z góry, tak jak by to było, aby dać im znać, że czas zwolnić lub wyłączyć. W ten sposób jest hamowanie zwrotne enzymów, forma regulacji sprzężenia zwrotnego.
Podstawy enzymów
Enzymy to elastyczne białka przyspieszają reakcje biochemiczne, ułatwiając cząsteczce substratu przyjęcie fizyczne uporządkowanie cząsteczki produktu, przy czym te dwa są zwykle bardzo blisko chemicznie związane z.
Kiedy enzym wiąże się ze swoim specyficznym substratem, często indukuje zmiana konformacyjna
w cząsteczce, popychając go w kierunku bycia bardziej energetycznie skłonnym do przyjęcia kształtu cząsteczki produktu. W kategoriach rachunkowości chemicznej to ułatwienie reakcji, która w innym przypadku zaszłaby zbyt wolno dla życia, ma miejsce, ponieważ enzym obniża energia aktywacji reakcji.Niektóre enzymy działają poprzez fizyczne zbliżenie do siebie dwóch cząsteczek substratu poprzez zginanie, co sprawia, że reakcja zachodzi szybciej, ponieważ substraty mogą wtedy łatwiej wymieniać elektrony, materiał chemiczny więzy.
Wyjaśnienie regulacji enzymów
Kiedy nadejdzie czas, aby zatrzymać działanie enzymu, komórka ma na to kilka sposobów.
Jeden jest skończony konkurencyjne hamowanie enzymu, co ma miejsce, gdy do środowiska wprowadzana jest substancja bardzo przypominająca podłoże. To „nakłania” enzym do przyłączenia się do nowej substancji zamiast do zamierzonego celu. Nowa cząsteczka nazywana jest konkurencyjnym inhibitorem enzymu.
W hamowanie niekonkurencyjne, nowo wprowadzona cząsteczka również wiąże się z enzymem, ale w miejscu usuniętym z miejsca, w którym wywiera ona swoją aktywność na swój substrat, zwany allosteryczny teren. To zakłóca działanie enzymu, zmieniając jego kształt.
W aktywacja allosteryczna, podstawowa chemia jest taka sama jak w hamowaniu niekonkurencyjnym, z tym wyjątkiem, że w tym przypadku enzym jest ma przyspieszać, a nie zwalniać, przez zmianę kształtu cząsteczki wiążącej się z miejscem allosterycznym indukuje.
Hamowanie sprzężenia zwrotnego: definicja
W hamowanie sprzężenia zwrotnego, produkt służy do regulowania reakcji, która generuje ten produkt. Dzieje się tak, ponieważ sam produkt może działać jako inhibitor enzymu w pewnych stężeniach, wielokrotne reakcje „przed” miejscem jego powstania.
Kiedy cząsteczka, którą możesz sobie wyobrazić jako C, w reakcji zwrotnej w dwóch etapach działa jako allosteryczny inhibitor produkcji B z cząsteczki A, ponieważ zbyt dużo C nagromadziło się w komórka. Gdy mniej A jest przekształcane w B dzięki allosterycznej inhibicji przez C, mniej B jest przekształcane w C i dzieje się tak, dopóki nie zostanie zużyta wystarczająca ilość C, aby odciągnąć go od enzymu A-do-B i uruchomić reakcje jeszcze raz.
Hamowanie sprzężenia zwrotnego: przykład
Synteza ATP, uniwersalnego paliwa żywych komórek, jest kontrolowana przez hamowanie sprzężenia zwrotnego.
Adenozynotrifosforan, lub ATP, jest nukleotydem wytworzonym z ADP lub difosforanu adenozyny przez przyłączenie grupy fosforanowej do ADP. ATP pochodzi z oddychania komórkowego, a ATP działa jako inhibitor allosteryczny enzymów na różnych etapach proces oddychania komórkowego.
Chociaż ATP jest cząsteczką paliwa, a zatem nieodzowną, jest krótkotrwały i samoistnie powraca do ADP, gdy występuje w wysokich stężeniach. Oznacza to, że nadmiar ATP zostałby zmarnowany tylko wtedy, gdyby komórka zadała sobie trud zsyntetyzowania większych ilości niż ma to miejsce dzięki hamowaniu przez sprzężenie zwrotne.