Kaj je zaviranje povratnih informacij in zakaj je pomembno pri uravnavanju aktivnosti encimov?

Encimi so beljakovine, ki katalizirajo ali močno pospešijo številne vitalne kemijske reakcije, ki se ves čas pojavljajo v telesu.

To pomeni, da je količina "začetne" kemikalije v reakciji, oz substrat, izginja hitreje, medtem ko se količina "končnih" kemikalij ali izdelkov hitreje kopiči. Čeprav je to lahko zaželeno kratkoročno, kaj se zgodi, ko je količina izdelka zadostna, vendar je še vedno dovolj substrata, na katerega lahko encim deluje?

Na srečo celic imajo način, da se tako rekoč "pogovorijo" z encimi, da jim sporočijo, da je čas za upočasnitev ali zaustavitev. Na ta način je povratna inhibicija encimov, oblika regulacije povratnih informacij.

Encimi so prožne beljakovine ki pospešijo biokemične reakcije, tako da molekuli substrata lažje prevzamejo fizična razporeditev molekule izdelka, pri čemer sta običajno kemijsko zelo tesno povezane.

Ko se encim veže s svojim specifičnim substratom, pogosto povzroči a konformacijske spremembe v molekuli, jo spodbuja v smeri, da je bolj energijsko nagnjena k oblikovanju molekule izdelka. V kemijskem računovodskem smislu se to olajšanje reakcije, ki bi se sicer zgodila prepočasi za življenje, zgodi, ker encim znižuje

Nekateri encimi delujejo tako, da dve molekuli substrata fizično približamo z upogibanjem, zaradi česar reakcije se pojavijo hitreje, ker lahko substrati nato lažje izmenjujejo elektrone, kemične snovi obveznice.

Ko je čas, da se encim ustavi, ima celica na več načinov to.

Eden je končan konkurenčna inhibicija encima, kar se zgodi, ko snov, ki zelo spominja na substrat, vnesemo v okolje. To encim "prevari", da se pritrdi na novo snov namesto na predvideni cilj. Novo molekulo imenujemo konkurenčni zaviralec encima.

V nekonkurenčna inhibicija, na novo uvedena molekula se veže tudi na encim, vendar na mestu, ki je odstranjeno od mesta, kjer izvaja svojo aktivnost na substratu, imenovano alosterični spletnem mestu. Ta vpliva na encim s spreminjanjem njegove oblike.

V alosterična aktivacija, osnovna kemija je enaka kot pri nekonkurenčni inhibiciji, razen v tem primeru je encim rekel naj pospeši, ne upočasni, s spremembo oblike molekule, ki se veže na alosterično mesto inducira.

V zaviranje povratnih informacij, izdelek se uporablja za uravnavanje reakcije, ki ustvarja ta izdelek. To se zgodi, ker je sam izdelek sposoben delovati kot encimski zaviralec pri določenih koncentracijah, večkratnih reakcijah "gorvodno" od mesta, kjer nastane.

Ko molekula, ki si jo lahko predstavljate kot C, v reakciji vrne dva koraka, da deluje kot alosterični zaviralec proizvodnje B iz molekule A, je to, ker se je v njem nabralo preveč C celica. Z manj A, ki se zaradi alosterične inhibicije s strani C pretvori v B, manj iz B nastane v C in to se zgodi, dokler ne porabimo dovolj C, da ga odvzamemo od encima A do B, da se reakcije sprožijo ponovno.

Sintezo ATP, univerzalne valute goriva živih celic, nadzira zaviranje povratnih informacij.

Adenozin trifosfatali ATP je nukleotid, narejen iz ADP ali adenozin difosfata, tako da na ADP vežemo fosfatno skupino. ATP prihaja iz celičnega dihanja, ATP pa deluje kot alosterični zaviralec encimov v različnih korakih proces celičnega dihanja.

Čeprav je ATP molekula goriva in je zato nepogrešljiv, je kratkotrajen in se v visokih koncentracijah spontano vrne v ADP. To pomeni, da bi presežek ATP šel v odpadke le, če bi se celica trudila sintetizirati večje količine kot zaradi zaviranja povratnih informacij.