Katalüüsi regulatsioon (0)

. KATALÜÜSI REGULATSIOON
1) Ensüümide spetsiifilisus – milles avaldub ja millele baseerub. Aktiivtsentri mõiste
molekulaarne sisu. Stereo -, geomeetrilise, absoluutse spetsiifilisuse iseloomustus.
Ensüümi spetsiifilisus on ensüümidele omane võime eristada substraate, millele nad toimet avaldavad.
Ensüümide spetsiifilisus toimub molekulaarse äratundmise kaudu, mille aluseks on ensüümi aktiivtsentri ja substraadi struktuurne komplementaarsus.
Aktiivtsenter – ensüümi molekuli piirkond, mis otseselt osaleb katalüütilises protsessis. Seal paiknevad aminihappejääkide katalüütilised rühmad, mis seovad endaga substraadi.
Stereospetsiifilisus – võime toimida vaid teatavale stereoisomeerile.
Geomeetriline spetsiifilisus – võime eristada supstraate molekulis.
Absoluutne spetsiifilisus – toime avaldub vaid ühele substraadile.
2) Reaktsioonikiiruse reguleerimise võimalused rakkudes. Ensüümide kovalentne
modifitseerimine . Valkude fosforüleerimise/defosforüleerimise roll ensüümide
aktiivsuse regulatsioonis.
Reaktsiooni kiirust mõjutavad: *substraadi kontsentratsioon, *ensüümi kontsentratsioon, *keskkonna pH, *temperatuur, *efektorid ( aktivaatorid , inhibiitorid), *geneetiline kontroll, *ensüümi kovalentne modifotseerimine (fosforüleerimine), *sümogeenid, isosüümid, modulaatorvalgud.
Ensüümide kovalentne modifitseerimine – ensüüme, mida nii reguleeritakse nimetakse interkonverteeritavateks ensüümideks. Ensüüme, mis katalüüsivad interkonveeritavate ensüümide kahe vormi vahelist konversiooni, nim. konverterensüümideks.
Fosforüleerimine – fosforhape jäägi lisamine ensüümile. Ensüümvalgus teatud aminohape fosfoleeritakse, selle tulemusel ensüüm kas inaktiveeritakse või aktiveeritakse. (Vaata loeng 9 slaid 6 joonist)
Defosforüleerimine – fosforhappe jäägi eemaldamine ensüümilt. Temagi roll on ensüüm kas aktiveerida või inaktiverida. Seega fosforüleerimise vastand reaktsioon .
3) Proensüümid (sümogeenid) ja isoensüümid (isosüümid) – mõisted, nende roll
katalüüsi regulatsioonis.
Proensüümid e sümogeenid – valkude inaktiivsed prekursorid, mille proteolüütilise lõikamise tulemusel saadakse aktiivne valk. Aktiveerivad järgmisi valke. Näiteks vere hüübimine.
Isosüümid e isoensüümid – ensüümi vormid, mis katalüüsivad sama reaktsioone, kuid erinevaid üksteisest nii struktuuri kui katalüütiliste parameetrite poolest.
4) Allosteerilised ensüümid - mõiste, bioloogiline roll. Regulatoorse tsentri mõiste
molekulaarne sisu. Allosteerilise regulatsiooni mudelid; aktiveerimine ja
inhibeerimine . Allosteeriliste ensüümide kineetilised kõverad (v versus S).
Allosteerilised ensüümid e regulatoorsed ensüümid – ensüümid, mida reguleeritakse regulatoorsete molekulide, nn allosteeriliste efektorite, pöörduva, mittekovalentse sidumise kaudu. Molekuli konformatsioon muutub efektori sidumise tulemusel.
Bioloogiline roll: omavad võtmepositsiooni ainevahetusreaktsioonide reguleerimisel.
Regulatoorne tsenter e allosteeriline tesenter – tsenter millega reguleeritakse reaktsiooni kiirust (ensüümi aktiivsust) sidudes ensüümile efektor (modulaator).
Allodsteerilise regulatsiooni mudelid: MWC – allosteerilised valgud võivad eksisteerida kahes olekus: lõdvestatud (R) ja pingestatud (T) olekus. Selle mudeli järgi *kõik oligomeersed valgu subühikud peavad olema samas olekus (substraadi (S) puudumisel domineerib T-olek); *S seondub palju kõvemini R- kui T-olekus valgule; *Kooperatiivsus seisneb selles, et S sidumine kasvatab R populatsiooni, mis omakorda suurendab S jaoks kättesaadavate tsentrite arvu, kiirendades sidumist; * ligandid nagu S on pos homotroopsed efektorid; *molekule, mille sidumine mõjutab teiste ligandide sidumist, nim heterotroopseteks efektoriteks.
KNF – mudel mille puhul monomeerid ei pea olema samas olekus.
Aktiveerimine – pos heterotroopne efektor e allosteeriline aktivaator soodustab S sidumist.
Inhibeerimine – neg heterotroopne efektor e allisteeriline inhibiitor vähendab S sidumist.
Allosteeriliste ensüümide kineetilised kõverad: on sigmoidaalsed. (Vaata loen 9 slaid 12.)
5) Müoglobiini ja hemoglobiini toimimine allosteerilise regulatsiooni näitena, nende
struktuuride erinevuste mõju hapnikutranspordile.
Hapnik seotakse ligandina Fe-le.
Müoglobiini hapnikuga seostumata Fe2+ ioon ulatub heemi tasapinnast välja. O2 sidumine tõmbab Fe2+ iooni heemi tasapinda. Fe ioon tõmbab oma His F8 ligandi endaga kaasa. F heeliks muudab oma asendit.
Hemoglobiini allosteeriline käitumine seisneb selles, et ainult α–ahelad on võimelised siduma O2 T-olekus (β-ahelal on see steeriliselt takistatud). Hapniku sidumisel tulemusena α-ahelatele toimuvad konformatsioonimuutused teevad alles võimalikuks O2 sidumine β–ahelatele.
Hemoglobiini hapnikuga seostumata Fe2+ ioon ulatub heemi tasapinnast välja. O2 siduminel Fe2+ tõmmatakse porfüriini tasapinda. Sellega tõmmatakse kaasa His F8 ja kogu 8. heeliks. See nihe kandub üle subühikute kontajtpindadele, mille tulemusel õhutakse ahelate vahelised soolasillad.