酵素の活性の調節およびその方法

オープン生物学的システムの集合として機能住む物質の単位として、セルは常に外部環境物質とエネルギーと通信しています。 酵素 - それで恒常性を維持するためにタンパク質の性質に特別な物質のグループがあります。 構造、機能および酵素の活性の調節は、と呼ばれる特殊な分岐生化学、酵素学を研究しました。 この記事では、具体的な例を使用して、我々はさまざまなメカニズムと高等哺乳動物およびヒトにおける固有の酵素活性の調節方法を検討します。

最適な酵素活性のために必要な条件

選択的同化反応および切断の両方に影響を与える生物学的に活性な薬剤は、特定の条件下で細胞におけるその触媒特性を示します。 例えば、起こる細胞のどの部分で見つけることが重要である 化学プロセス、 酵素を含んでいます。 区画化（サイトへの細胞質の分裂）拮抗反応は、その種々の部品及びオルガネラで起こります。

hyaloplasmに - したがって、タンパク質合成は、リボソームおよびそれらの切断で行われます。 生化学反応を触媒する酵素の細胞活性の調節は、反対の、代謝の最適な流量を提供するだけでなく、エネルギーの無駄な代謝経路の形成を防止します。

多酵素複合体

酵素の構造的および機能的組織、酵素形単位セル。 それに場所を取る化学反応の大部分は相互に関連しています。 最初の反応の多段階化学プロセス製品にさらにための反応物である場合、この場合には、細胞中の酵素の空間的配置は、特に強く発現されています。

酵素は、自然の単純または複雑なタンパク質であることを忘れてはなりません。 そして、主にペプチドの三次または四次構造の独自の空間構成の変化による細胞基質に対する感受性。 酵素およびそのような化学組成hyaloplasm、反応物および反応生成物の濃度、温度などの細胞パラメータではなく、隣接する細胞または細胞外液の変化のみならず変化に反応します。

なぜセルが区画に分割します

ただ驚くばかり合理的かつ論理的な野生生物のデバイス。 これは完全にセルの特性生命症状に適用されます。 多方向酵素的化学反応は、例えば、解糖およびグルコースの合成は同一のチューブ内で進行することができないことは極めて明確な科学者化学者のために。 どのように、そして、反対は彼らの行為のための基質である反応hyaloplasm単一セルで発生しますか？ それは判明その細胞内容 - 細胞質ゾル、 - 区画 - 拮抗化学プロセスを空間的に分離及び単離された形態の遺伝子座を行われることを特徴とします。 高等哺乳動物と人間のために彼らの代謝反応は特に正確に調節され、および代謝産物は、簡単にセルサイトの壁を貫通し、フォームに変換されます。 次に、彼らはその元の構造を復元します。 リボソーム、ミトコンドリア、核、リソソーム：細胞質ゾルに加えて、酵素は、細胞小器官内に含まれます。

エネルギー代謝における酵素の役割

ピルビン酸の酸化的脱炭酸を考えてみましょう。 酵素の触媒活性の調節は、それがうまく酵素学を研究されてきました。 この生化学的プロセスは、ミトコンドリアで行わ-真核細胞の細胞小器官dvumembrannyh -及び無酸素分割グルコースとの間の中間処理 クレブスサイクル。 ピルビン酸デヒドロゲナーゼ複合体 - PDHは - 3つの酵素が含まれています。 高等哺乳動物と人間が削減ではそのは、アセチルCoAの代替教育機会分子の場合、すなわちアセチルCoAとNATH、濃度の増加に伴って起こっ。 細胞は、エネルギーのより多くの部分を必要とし、酸サイクルトリカルボン増幅反応のための新たな受容体分子を必要とする場合、酵素が活性化されます。

アロステリック阻害とは何ですか

触媒阻害剤 - 酵素の活性の調節は、特別な物質を用いて行うことができます。 彼らは、共有結合的にその活性部位を迂回して、特定の遺伝子座酵素に特異的に結合することができます。 これは、触媒構造の空間的な変形をもたらし、自動的にその酵素特性の低下を伴います。 換言すれば、酵素活性のアロステリック調節があります。 我々はまた、追加その触媒作用固有オリゴマー酵素のこの形態、すなわちその分子が二つ以上のポリマーのタンパク質サブユニットから構成されるもの。 ピルビン酸デヒドロゲナーゼ、デヒドロゲナーゼとdegidrolipoil gidrolipoil transatsetilazu：PDH-複雑な前のタイトルで述べたが、わずか3オリゴマー酵素が含まれています。

調節酵素

酵素学の研究は事実確立し 、化学反応の速度は、 触媒の濃度および活性の両方に依存します。 ほとんどの場合、主要な代謝経路は、規制の酵素含んで反応速度を 、すべてのサイトでは。

彼らは、規制と呼ばれ、通常の複合体の初期反応に影響を与え、かつ不可逆的な反応に遅い化学プロセスのほとんどに参加、または代謝経路に分岐点での反応物に加わることができています。

ペプチド相互作用がどのようにあります

酵素活性の調節は、細胞内で発生する1つの方法は、タンパク質 - タンパク質相互作用です。 それは何ですか？ 調節タンパク質は、酵素分子、それによってそれらの活性化にマージされます。 例えば、アデニル酸シクラーゼ酵素は、細胞膜の内面に配置され、ホルモン受容体およびそれと酵素との間に配置されたペプチドのような構造と相互作用することができます。 得られた化合物のホルモン受容体は、その蛋白質の中間空間確認を変化するため、生化学においてアデニル酸シクラーゼの触媒特性を向上させるこの方法は、「活性化によるアク調節タンパク質」と呼ばれます。

プロトマーおよび生化学におけるその役割

そうでない場合は、タンパク質キナーゼと呼ばれる物質のこのグループは、ペプチドの巨大分子に属する陰イオンPO ₄ ^3- gidroksogruppのアミノ酸の転移を促進します。 テトラマー限りプロトマーのための調節領域は、4つのcAMP分子が結合の触媒として機能せず、触媒2と2つの調節サブユニットおよびペプチドから構成されている - 酵素プロトマーの活性の調節は、それ分子がプロテインキナーゼAの例として、米国で検討されるであろう。 これは、2個の触媒活性化タンパク質粒子、すなわち解離プロトマーの放出を導く調節タンパク質の空間構造の変化を引き起こします。 cAMPの分子の調節サブユニットとは別の場合協会触媒および調節ペプチド粒子が生じるように、タンパク質キナーゼ不活性複合体は再度、四量体に復元します。 このように、酵素活性の調節は、上述の方法は、それらの可逆性を提供します。

酵素活性化学レギュレーション

生化学、酵素活性、リン酸化、脱リン酸化の調節のこれらのメカニズムを研究し。 この場合の酵素活性の調節のメカニズムは次の形式がありますOH含有酵素のアミノ酸残基^{- 、fosfoproteinfosfataz}による露光への化学修飾を変更します。 この場合、影響を受けやすい補正酵素の活性部位、何らかの理由で酵素が、それはそれらを活性化されていると他の人のために-抑制。 触媒特性fosfoproteinfosfataz自体は順にホルモンによって調節されます。 例えば、動物デンプン - グリコーゲン - 膵臓酵素 - 食間および脂肪は、グルカゴンの影響下で十二指腸に、より正確には、胃腸管で分解、またはれます。

このプロセスは、栄養消化酵素のリン酸化によって強化されます。 食べ物が十二指腸に胃から入り、消化のアクティブ期間では、グルカゴン合成が強化されています。 インスリン - ランゲルハンス島のアルファ細胞によって産生される1つの膵臓の酵素は、 - 消化酵素の同様の機構のリン酸化を含む、受容体と相互作用します。

部分的なタンパク質分解

あなたが見ることができるように、細胞内の酵素活性の調節のレベルが変化しました。 細胞質または細胞小器官（血漿中または胃腸管における）の外側にある酵素を、活性化の方法は、ペプチド結合CO-NHの加水分解の過程です。 そのような酵素は不活性形態で合成されるので、それは、必要とされます。 分子は、酵素ペプチド部分によって切断され、残りは、活性部位の構造の変形を受けます。 これはつまり、化学プロセスの過程に影響を与えることができる、酵素は「労働条件を含む」ということにつながります。 例えば、不活性酵素の膵臓は十二指腸に入る切断するタンパク質の食事をしませトリプシノーゲン。 これは、エンテタンパク質分解の作用の下で行われます。 これは後に酵素が活性化され、今トリプシンと呼ばれています。 部分的なタンパク質分解 - プロセスが可逆的です。 このような血液凝固にポリペプチドを分解する酵素の活性化などの場合に発生します。

細胞代謝の出発物質の濃度の役割

接触字幕で一部閲覧酵素基質の可用性の活性の調節「多酵素複合体。」 いくつかの段階で行われる触媒反応の速度は、hyaloplasm細胞又は細胞小器官であり、出発物質の分子の数に大きく依存します。 これは、代謝経路の速度は、出発物質の濃度に直接比例しているという事実によるものです。 サイトゾルに位置する大きな反応分子、すべての後続の化学反応の高速。

アロステリック調節

その活性いわゆるアロステリック調節によって特徴付けられる出発物質、試薬だけでなく、エフェクター物質の濃度によってのみならず、制御された酵素。 これらの酵素のほとんどは、細胞内の代謝の中間製品に提示されています。 エフェクターによる酵素活性の調節を実施しました。 生化学は、彼らがその恒常性の変化に対して非常に高い感度を持っているようアロステリック酵素と呼ばれるこれらの化合物は、細胞の代謝のために非常に重要であることを実証しました。 酵素は、化学反応を阻害する場合、すなわち、それは、その速度を減少させる - それは負のエフェクター（阻害剤）と呼ばれています。 ポジティブエフェクター - 反応速度の増加があった場合に反対の場合には、それは活性化因子になります。 ほとんどの場合、出発物質は、化学的相互作用に入るすなわち、反応物は、ロール活性化剤を演じます。 もちろん、多段階の反応によって形成された製品は、阻害剤として振る舞います。 反応物と生成物の濃度の関係を構築規制のこのタイプは、従属と呼ばれます。