Ферменты являются белками, которые катализируют или значительно ускоряют многие жизненно важные химические реакции, происходящие в организме в любое время.
Это означает, что количество «исходного» химического вещества в реакции или субстрат, исчезает быстрее, в то время как количество «готовых» химикатов или продуктов накапливается быстрее. Хотя это может быть желательно в краткосрочной перспективе, что произойдет, если количество продукта достаточное, но есть еще много субстрата, на котором фермент будет работать?
К счастью для клеток, у них есть способ, так сказать, «разговаривать» с ферментами, находящимися выше по течению, чтобы дать им понять, что пора замедлить или выключиться. Таким образом обратное ингибирование ферментов, форма регулирования с обратной связью.
Основы ферментов
Ферменты - гибкие белки которые ускоряют биохимические реакции, облегчая молекуле субстрата принятие физическое расположение молекулы продукта, причем эти две молекулы обычно очень близки по химическому составу. связанные с.
Когда фермент связывается со своим специфическим субстратом, он часто вызывает конформационное изменение в молекуле, побуждая ее в направлении большей энергетической склонности принимать форму молекулы продукта. С точки зрения химического учета, это облегчение реакции, которая в противном случае протекала бы слишком медленно для жизни, происходит из-за того, что фермент снижает энергия активации реакции.
Некоторые ферменты действуют, физически сближая две молекулы субстрата за счет изгиба, что заставляет реакция происходит быстрее, потому что субстраты могут легче обмениваться электронами, химическими веществами. облигации.
Объяснение регуляции ферментов
Когда пришло время приказать ферменту остановиться, у клетки есть несколько способов сделать это.
Один через конкурентное торможение фермента, что происходит, когда в окружающую среду вводится очень похожее на субстрат вещество. Это «обманом» заставляет фермент прикрепляться к новому веществу вместо намеченной цели. Новую молекулу называют конкурентным ингибитором фермента.
В неконкурентное торможение, недавно введенная молекула также связывается с ферментом, но в месте, удаленном от того места, где она проявляет свою активность на своем субстрате, называемом аллостерический сайт. Это мешает ферменту, изменяя его форму.
В аллостерическая активация, основная химия такая же, как и при неконкурентном ингибировании, за исключением того, что в этом случае фермент сказано ускорить, а не замедлить, изменением формы молекулы, связывающейся с аллостерическим сайтом побуждает.
Подавление обратной связи: определение
В подавление обратной связи, продукт используется для регулирования реакции, в результате которой образуется этот продукт. Это происходит потому, что сам продукт может действовать как ингибитор фермента при определенных концентрациях, множественных реакциях «до» того места, где он образуется.
Когда молекула, которую вы можете представить как C, совершает обратную реакцию на два шага, чтобы действовать как аллостерический ингибитор производства B из молекулы A, это потому, что слишком много C накопилось в сотовый. Чем меньше A превращается в B благодаря аллостерическому ингибированию со стороны C, тем меньше B превращается в C, и это происходит до тех пор, пока не будет израсходовано достаточно C, чтобы отвести его от фермента A-to-B, чтобы реакции продолжались. очередной раз.
Подавление обратной связи: пример
Синтез АТФ, универсальной топливной валюты живых клеток, контролируется ингибированием обратной связи.
Аденозинтрифосфат, или АТФ, представляет собой нуклеотид, полученный из АДФ или аденозиндифосфата путем присоединения фосфатной группы к АДФ. АТФ поступает из клеточного дыхания, а АТФ действует как аллостерический ингибитор ферментов на различных этапах жизнедеятельности. процесс клеточного дыхания.
Хотя АТФ является топливной молекулой и поэтому незаменим, он недолговечен и самопроизвольно превращается в АДФ при обнаружении в высоких концентрациях. Это означает, что избыток АТФ будет потрачен впустую только в том случае, если клетка возьмет на себя труд синтезировать большее количество, чем это происходит, благодаря ингибированию обратной связи.