එන්සයිම වල ක්රියාකාරකම් නියාමනය කිරීම සහ ඔවුන්ගේ ක්රම

විවෘත ජීව විද්යාත්මක පද්ධති සමූහයක් ලෙස ක්රියාත්මක වන, ජීවන කාරණය ඒකකයක් ලෙස, සෛල නිරන්තරයෙන් බාහිර පරිසරයට හරය හා බලශක්ති සමඟ සන්නිවේදනය වේ. එන්සයිම - එය homeostasis පවත්වා ගැනීමට ප්රෝටීන් ස්වභාවය විශේෂ ද්රව්ය පිරිසක් නැත. මෙම එන්සයිම වල ක්රියාකාරකම් ව්යුහය, ශ්රිතය හා රෙගුලාසි විශේෂ ශාඛා ජෛව රසායනය අධ්යයනය, එන්සයිම විද්යාව නමින්. මෙම ලිපිය දී, කොන්ක්රීට් වන නිදසුන්, අපි උසස් ක්ෂීරපායින් හා මිනිසුන් තුළ සහජ එන්සයිම ක්රියාකාරිත්වය නියාමනය විවිධ යාන්ත්රණ සහ ක්රම සලකා බලනු ඇත.

ප්රශස්ත එන්සයිමය ක්රියාකාරකම් සඳහා අවශ්ය තත්වයන්

තෝරා ගනු උකහා ගැනීම හා ප්රතික්රියාවන්, බෙදුම් කඩන දෙකම බලපාන ජීව විද්යාත්මකව ක්රියාකාරී නියෝජිතයන්, නිශ්චිත කොන්දේසි යටතේ සෛල එහි උත්ප්රේරක ගුණ ප්රදර්ශනය කරයි. උදාහරණයක් ලෙස, එය සිදුවන්නේ සෛලය දේ කොටසක් සොයා ගැනීමට වැදගත් වේ රසායනික ක්රියාවලිය, එන්සයිම බහු. නිසා compartmentation (අඩවි වෙත සෛලයන් බෙදීම) එදිරිවාදී ප්රතික්රියා එහි විවිධ කොටස් සහ මයිටොකොන්වියා සිදුවෙයි.

මේ අනුව, ප්රෝටීන් සංස්ලේෂණය වන රයිබසෝම සහ ඔවුන්ගේ බෙදුම් කඩන සිදු වේ - hyaloplasm දී. ප්රතිවිරුද්ධ ජෛව රසායනික ප්රතික්රියා උත්ප්රේරණය කරන එන්සයිම ස්වායු ක්රියාකාරකම් නියාමනය, පරිවෘත්තීය ප්රශස්ත ගලා අනුපාතය, පමණක් නොව, ශක්තිය පලක් පරිවෘත්තීය ගොඩනැගීමට වළක්වයි පමණක් නොවේ.

multienzyme සංකීර්ණ

මෙම එන්සයිම වල ව්යුහාත්මක හා ක්රියාකාරී සංවිධානය, enzymatic ආකෘති ඒකකය සෛල. එය සිදු කරන රසායනික ප්රතික්රියා බොහෝ බැදී ඇත. පළමු ප්රතික්රියාව multistage රසායනික ක්රියාවලිය නිෂ්පාදන තවදුරටත් සඳහා ප්රතික්රියක නම්, මේ අවස්ථාවේ දී, සෛල තුළ එන්සයිම අවකාශීය සැලැස්ම තදින්ම ප්රකාශ කර ඇත.

එය එන්සයිම ස්වභාවය සරල හෝ සංකීර්ණ ප්රෝටීන විසින් බව මතක තබා ගත යුතු ය. හා මූලික වශයෙන් පෙප්ටයිඩ වල තෘතීය හෝ චාතුර්ය භූ විද්යාත්මක ව්යුහය තමන්ගේ ම අවකාශ වින්යාසය වෙනස් නිසා සෙලියුලර් උපස්ථර ඔවුන්ගේ සංවේදීතාව. එන්සයිම සහ එවැනි රසායනික සංයුතිය hyaloplasm, ප්රතික්රියක සහ ප්රතික්රියාව නිෂ්පාදන සාන්ද්රණය, උෂ්ණත්වය ලෙස සෙලියුලර් පරාමිතීන් පමණක් නොව, අසල්වැසි සෛල තුළ හෝ extracellular තරල වෙනස් කිරීමට වෙනස් ප්රතික්රියා කරයි.

ඇයි සෛල මැදිරි බෙදා

හුදෙක් පුදුම සාධාරණ සහ තාර්කික වනජීවී උපකරණයකි. මෙය පූර්ණ සෛලය ලක්ෂණයක් ජීවිතය ප්රකාශනයන් වලට අදාළ වේ. බහු දිශා enzymatic රසායනික ප්රතික්රියා, උදාහරණයක් ග්ලයිකොලිසිය හා ග්ලූකෝස් සංශ්ලේෂණය එම නල ඉදිරියට නො හැකි බව ඉතා පැහැදිලි විද්යාඥ රසායන විද්යාඥ සඳහා. එසේ නම්, විරුද්ධ ප්රතිචාරය hyaloplasm ඔවුන්ගේ හැසිරීම සඳහා උපස්ථරයක් වන තනි සෛල, මහත්? එය සෙලියුලර් අන්තර්ගතයන් බව හැරෙනවා - මෙම එදිරිවාදී රසායනික ක්රියාවලිය අවකාශයේ වෙන් සහ හුදෙකලා ආකෘති loci සිදු කරනු ලැබේ, එයද - - එම cytosol, මැදිරි. නිසා උසස් ක්ෂීරපායින් හා මිනිසුන් ඔවුන්ගේ පරිවෘත්තීය ප්රතික්රියා කිරීම, විශේෂයෙන්ම හරියටම නියාමනය, සහ පරිවෘත්තීය නිෂ්පාදන ආකෘති පත්රය බවට පරිවර්තනය කරමින් සිටින, ඉතා පහසුවෙන් සෛල අඩවි බිත්ති හරහා ඇති හැකියාවයි. ඊළඟට, ඔවුන් එහි මුල් ව්යුහය නැවත. රයිබොසෝම, මයිටොකොන්ඩ්රියා, න්යෂ්ටිය, lysosomes: මෙම cytosol අමතරව, එන්සයිම මයිටොකොන්වියා අඩංගු.

බලශක්ති පරිවෘත්තීය දී එන්සයිම භූමිකාව

pyruvate ඇති ඔක්සිකාරක රත්කළ ගැන සලකා බලන්න. එන්සයිම උත්ප්රේරක ක්රියාකාරකම් නියාමනය එය හොඳින් එන්සයිම විද්යාව අධ්යයනය කර ඇත. මෙම ජෛව රසායනික ක්රියාවලිය මයිටොකොන්ඩ්රියා සිදු වේ - හා anoxic පැලෙන ග්ලූකෝස් හා අතර අතරමැදි ක්රියාවලිය - ක්රමයෙන් සූන්යෂ්ටික සෛලවලින් ඇරඹී dvumembrannyh මයිටොකොන්වියා ක්රෙබ්ස් චක්රය. Pyruvate dehydrogenase සංකීර්ණ - PDH - තුනක් එන්සයිමය අඩංගු වේ. උසස් ක්ෂීරපායින් හා මිනිසුන් තුළ ඇසිටයිල්-CoA විකල්ප අධ්යාපන අවස්ථා අණු පිළිබඳ පැමිණිල්ලේ දී එනම් ඇසිටයිල්-CoA සහ නාත් සංකේන්ද්රණය වැඩි එහි සිදු අවම කර ඇත. සෛල ශක්ති වැඩි කොටස් අවශ්ය වූ, ඇසිඩ් චක්රය tricarboxylic විස්තාරණය ප්රතික්රියා සඳහා නව ප්රතිග්රාහක අණු අවශ්ය නම්, එන්සයිම සක්රිය කර ඇත.

allosteric නිෂේධනයක් කුමක්ද

උත්ප්රේරක පෙති - එන්සයිම වල ක්රියාකාරකම් නියාමනය විශේෂ ද්රව්ය සමඟ සිදු කළ හැක. ඔවුන් සහසංයුජව එහි ක්රියාකාරී අඩවිය තුරම, විශේෂිත loci එන්සයිමය සමඟ සම්බන්ධ විය හැක. මෙම උත්ප්රේරකයක් ව්යුහය අවකාශීය විරූපණය වීම මඟ පෙන්වන අතර, ස්වයංක්රීයව එහි enzymatic ගුණ අඩු කිරීමක් සැළසුම් කර ඇත. වෙනත් වචන වලින් කිවහොත්, එන්සයිම ක්රියාකාරීත්වය allosteric රෙගුලාසි නැත. ඒ වගේම අපි උත්ප්රේරක පියවර ආවේනික oligomeric එන්සයිම, කාගේ අණු බහු අවයවීය ප්රෝටීන් subunits දෙකක් හෝ ඊට වැඩි සමන්විත i.e. අයගේ මෙම ආකෘති පත්රය බව එක් කරන්න. PDH-සංකීර්ණ පෙර මාතෘකාව සාකච්ඡා තුනක් ඇති oligomeric එන්සයිමය අඩංගු වේ: pyruvate dehydrogenase, එය dehydrogenase හා gidrolipoil transatsetilazu degidrolipoil.

නියාමන එන්සයිම

එන්සයිම විද්යාව පර්යේෂණ බව ඇත්ත ස්ථාපිත රසායනික ප්රතික්රියා වේගය උත්ප්රේරකයක් සාන්ද්රණය හා ක්රියාකාරකම් මත දෙකම රඳා පවතී. බොහෝ විට, ප්රධාන පරිවෘත්තීය නියාමනය එන්සයිම අඩංගු ප්රතික්රියා සීඝ්රතාව එහි සියලු වෙබ් අඩවි.

ඔවුන් නියාමන නමින් වන අතර සාමාන්ය වශයෙන් සංකීර්ණ ආරම්භක ප්රතිචාරය බලපාන අතර, ආපසු හැරවිය නොහැකි ප්රතිචාරය මන්දගාමී රසායනික ක්රියාවලිය බොහෝ සහභාගී, හෝ පරිවෘත්තීය ගමන් මාර්ගයේ දී ශාඛා ස්ථානවල දී ප්රතික්රියක හා සම්බන්ධ විය හැකි.

පෙප්ටයිඩ අන්තර් කොහොමද

එන්සයිමය ක්රියාකාරකම් නියාමනය සෛල සිදුවන, විසින් එක් එක් ක්රමය ප්රෝටීන ප්රෝටීන් අන්තර් වේ. එය කුමක්ද? නියාමන ප්රෝටීන එන්සයිම අණුවක්, විනිවිදභාවය සක්රිය කිරීමට ඒකාබද්ධ වේ. උදාහරණයක් ලෙස, adenylate cyclase එන්සයිමය සෛල පටල අභ්යන්තර මතුපිට පිහිටා ෙහෝෙමෝන් ධාරකෙය් හා එය එන්සයිමය අතර බැහැර පෙප්ටයිඩ වැනි ව්යුහයන් සමග අන්තර් ක්රියා හැක. එහි ප්රතිඵලයක් සංයෝගයක් ෙහෝෙමෝන් ධාරකෙය් එහි ප්රෝටීන් අතරමැදි අවකාශීය තහවුරු වෙනස් නිසා, ජෛව රසායන adenylate cyclase උත්ප්රේරක ගුණ වැඩි දියුණු මෙම ක්රමය "සක්රිය නිසා පෙව්ශය නියාමන ප්රෝටීන" ලෙසයි.

Protomers හා ජෛව රසායන ඔවුන්ගේ භූමිකාව

වෙනත් ආකාරයකින් ප්රෝටීන kinases නමින් ද්රව්ය මෙම කණ්ඩායම, එය පෙප්ටයිඩ macromolecule අයත් කුඩාවේ PO ₄ ^3- gidroksogrupp ඇමයිනෝ අම්ලය මාරු වේගවත් කරනවා. එන්සයිම protomers ක්රියාකාරකම් නියාමනය එය අණුවක් ප්රෝටීන් kinase ඒ සඳහා උදාහරණයක් ලෙස අප විසින් සලකා බලනු ඇත - tetramer උත්ප්රේරක දෙකකින් සමන්විත හා නියාමන subunits දෙකක් හා සමානව පෙප්ටයිඩ protomer සඳහා නියාමන කලාපයේ සිව් කඳවුරේ අණුවක් සම්බන්ධ තාක් කල් උත්ප්රේරකයක් ලෙස කටයුතු කරන්නේ නැහැ. මෙම දෙකක් උත්ප්රේරක ක්රියාත්මක ප්රෝටීන් අංශු, i.e. විඝටනය protomers නිදහස් සෙතක් නියාමන ප්රෝටීන අවකාශීය ව්යුහය පරිවර්තනය කරයි. කඳවුරේ අණුවේ නියාමන subunits වෙන් නම්, ප්රෝටීන් kinase අක්රීය සංකීර්ණ නැවත tetramer කිරීමට, සංගමයේ උත්ප්රේරක හා නියාමන පෙප්ටයිඩ අංශු සිදුවන ලෙස ලබා දුන්නා. මේ අනුව, එන්සයිමය ක්රියාකාරකම් නියාමනය ඉහත සාකච්ඡා කළ ආකාරයට තම ප්රතිවර්ත ස්වභාවය ලබා දෙයි.

එන්සයිමය ක්රියාකාරකම් රසායනික රෙගුලාසි

එන්සයිමය ක්රියාකාරකම් නියාමනය, ජලය ප්රභාවිච්ඡේදනයෙන්, dephosphorylation මේ යාන්ත්රණ රසායන හා අධ්යයනය. මෙම නඩුවේ එන්සයිමය ක්රියාකාරකම් නියාමනය යාන්ත්රනය පහත ආකෘති පත්රය ඇත: OH අඩංගු එන්සයිමය ඇමයිනෝ අම්ලය අපද්රව්ය ^- fosfoproteinfosfataz නිසා නිරාවරණය ඔවුන්ගේ රසායනික වෙනස් වෙනස් කරන්න. මේ අවස්ථාවේ දී, නම්යශීලි නිවැරදි එන්සයිමය ක්රියාකාරී අඩවිය, යම් හේතුවක් නිසා එය ඔවුන් ක්රියාත්මක කිරිම හා අන් අය සඳහා වේ සඳහා, එයද එන්සයිම - වැළැක්වීෙම්. උත්ප්රේරක ගුණ fosfoproteinfosfataz තමන් අතට හෝමෝන මගින් පාලනය කරනු ලැබේ. උදාහරණයක් ලෙස සත්ත්ව පිෂ්ඨය - glycogen - අග්න්යාශයේ එන්සයිමය - සහ මේද ආහාර අතර පහලට ඉතා සුලු පත්රිකාවක් දී වඩාත් නිශ්චිතව ග්ලූකොජන් බලපෑම යටතේ ග්රහණිය තුලදි කැඩිලා, හෝ.

මෙම ක්රියාවලිය trophic ඉතා සුලු එන්සයිම ජලය ප්රභාවිච්ඡේදනයෙන් විසින් වැඩි දියුණු කර ඇත. ආහාර ගැනීමෙන් ක්රියාකාරී කාලය තුළ ආහාර ග්රහණිය තුලදි බවට ආමාශය ඇතුල් වන විට, ග්ලූකොජන් සංශ්ලේෂණය වැඩි දියුණු කර ඇත. ඉන්සියුලින් - Langerhans දූපත් ඇල්ෆා සෛල මගින් නිෂ්පාදනය එක් අග්න්යාශයේ එන්සයිමය, - ආහාර ජීර්ණ එන්සයිම එකම යාන්ත්රණයක් ජලය ප්රභාවිච්ඡේදනයෙන් ඇතුළුව, ධාරකෙය් සමඟ අන්යේන්ය.

අර්ධ proteolysis

ඔබ දැක ගැනීමට හැකි වන පරිදි, සෛල තුළ එන්සයිමය ක්රියාකාරකම් නියාමනය මට්ටම් වෙනස් විය. මෙම cytosol මයිටොකොන්වියා (ලේ ප්ලාස්මා හෝ ඉතා සුලු පත්රිකාවක් දී) පිටත සිටින බව එන්සයිම සඳහා, සකිය ක්රමය පෙප්ටයිඩ බන්ධන CO-NH ක ජල විච්ඡේදනය ක්රියාවලිය වේ. එවැනි එන්සයිම අක්රීය ස්වරූපයෙන් සංස්ලේෂණය බැවින් එය, අවශ්ය වේ. අණුවක් එන්සයිමය පෙප්ටයිඩ කොටසක් විසින් පුලූස්සා වන අතර, ඉතිරි ක්රියාකාරී අඩවියේ ව්යුහය වෙනස් කිරීමට යටත් වේ. මෙම එන්සයිමය "කම්කරු තත්ත්වය ඇතුළත්" බව කිරීමට යොමු කරයි, එනම්, රසායනික ක්රියාවලිය පාඨමාලාව බලපෑම් කිරීමට නොහැකි වී තිබේ. උදාහරණයක් ලෙස, අක්රීය එන්සයිමය අග්න්යාශයේ ග්රහණිය තුලදි ඇතුළු cleaves ප්රෝටීන ආහාර නැති trypsinogen. එය enteropeptidase proteolysis වන පියවර යටතේ සිදු කිරීමට නියමිතය. පසුව එන්සයිමය සක්රිය කර ඇති අතර දැන් trypsin ලෙස හැඳින්වේ. අර්ධ proteolysis - ක්රියාවලිය ප්රතිවර්ත. එය එවැනි ලේ කැටි ගැසීම දී පොලිපෙප්ටයිඩ බිඳ බව එන්සයිම වල සක්රිය ලෙස නඩු තුළ හට ගනී.

මෙම සෛල පරිවෘත්තීය දී ආරම්භ ද්රව්ය සාන්ද්රණය කාර්යභාරය

ස්පර්ශ උප සිරැසි තුළ ඇති අඩක් නරඹා එන්සයිමය උපස්ථරයක් ලබාගත හැකි ක්රියාකාරකම් නියාමනය "multienzyme සංකීර්ණය." විවිධ අවස්ථා වල සිදුවන උත්ප්රේරක ප්රතික්රියා වේගය, ආරම්භක ද්රව්ය අණු සංඛ්යාව මත විශාල ලෙස රඳා පවතින hyaloplasm සෛල මයිටොකොන්වියා වේ. මේ පරිවෘත්තීය ගමන් මාර්ගයේ වේගය ආරම්භක ද්රව්ය සාන්ද්රණය සමානුපාතික බව සත්යයකි. මෙම cytosol පිහිටි විශාල ප්රතික්රියක අණු, සියලු පසු රසායනික ප්රතික්රියා වේගය ඉහළ.

allosteric රෙගුලාසි

කාගේ ක්රියාකාරකම් ඊනියා allosteric රෙගුලාසි මගින් සංලක්ෂිත, ආරම්භක ද්රව්ය, දාවණ, පමණක් නොව, effector ද්රව්ය සාන්ද්රණය විසින් පමණක් නො පාලනය කරනු එන්සයිම. මෙම එන්සයිම බොහෝ සෛල පරිවෘත්තීය අතරමැදි නිෂ්පාදන සමඟ ඉදිරිපත් කර ඇත. මෙම බලපෑම් නිසා සහ එන්සයිම ක්රියාකාරකම් නියාමනය ක්රියාත්මක කර ඇත. ජෛව රසායනය එම සංයෝග පෙන්නුම් නමින් හඳුන්වන ඔවුන් එහි homeostasis වෙනස් කිරීමට ඉතා අධික සංවේදීතාවය ඇති ලෙස allosteric එන්සයිම, සෛල පරිවෘත්තීය සඳහා ඉතා වැදගත් වේ. එන්සයිමය රසායනික ප්රතික්රියා නිශේධනය නම්, එය එහි වේගය අඩු එනම් - එය සෘණ effector (inhibitor) ලෙස හැඳින්වේ. ධනාත්මක effector - විරුද්ධ නඩුවේ, ප්රතික්රියා සීඝ්රතාව දී ඉහළ යන විට, එය සක්රීයකය වෙතට පැමිණෙන්නේ නැත. බොහෝ අවස්ථාවල දී ආරම්භ ද්රව්ය, i.e. රසායනික අන්තර්ක්රියා ඇතුලත්වන ප්රතික්රියක භූමිකාවක් activators සෙල්ලම් කරන්න. ඇත්ත වශයෙන්ම, multistage ප්රතික්රියා විසින් පිහිටුවන ලද නිෂ්පාදන පෙති මෙන් හැසිරීමට. ප්රතික්රියක හා නිෂ්පාදන සාන්ද්රණය අතර සම්බන්ධය මත ඉදි රෙගුලාසි මෙම වර්ගය, heterotrophic හමුවිය.