Indusă de potrivire-Teoria se întoarce în Koshland și corespunde unei extinderi a principiului de blocare a cheilor, care se bazează pe precizia de încadrare a structurilor anatomice. Potrivirea indusă se referă la enzime precum kinazele care își modifică conformația pentru a forma un complex enzimă-ligand. În cazul defectelor enzimei, principiul potrivirii induse poate fi afectat de tulburări.
Ce este Induct Fit?
Multe procese din corp funcționează pe principiul blocării cu cheie sau al mănușii. Aceasta se aplică, de exemplu, conexiunilor articulate. Capul articulației se angajează în priza articulară ca o cheie într-o încuietoare sau o mână într-o mănușă. Ușa se deschide numai atunci când cheia este exact în încuietoare. În același context, anumite funcții ale corpului sunt deschise doar atunci când structurile îndeplinesc cu precizie.
Potrivirea indusă este o formă specială a principiului cheii în blocare. Aceasta este o teorie pentru formarea complexelor proteină-ligand, de exemplu un complex enzimă-substrat în contextul reacțiilor catalizate de enzimă.
Daniel E. Koshland este considerat primul a descris teoria și a postulat-o pentru prima dată în 1958. Spre deosebire de principiul blocării cheilor, teoria potrivită indusă nu presupune două structuri statice. În cazul complexelor proteine-ligand în special, o modificare conformațională a proteinei implicate ar trebui să permită formarea complexului. Ligandul și proteinele, sau mai degrabă enzimele, Koshland au privit ca dinamice și au vorbit despre o interacțiune care îi mută pe ambii parteneri la o schimbare a conformației de dragul formării complexe.
Funcție și sarcină
Există specificitate obligatorie între enzime și substraturi. Această specificitate obligatorie implică principiul blocării cheilor. Fiecare enzimă are un centru activ. Pentru formarea complexă cu un ligand, acest centru este conturat precis astfel încât să se potrivească aproape perfect cu forma spațială a substratului dorit.
Cu toate acestea, în cazul multor enzime, centrul activ în fiecare caz este într-o formă care nu este foarte precisă atât timp cât nu este legată de un substrat. Această observație pare să contrazică principiul de blocare și cheie, deoarece enzimele și liganzii lor inițial par să își adapteze forma.
De îndată ce enzima se atașează de un ligand, se creează interacțiuni intermoleculare. Aceste interacțiuni la nivel intermolecular conduc la o modificare a conformației enzimei. Conformatia se intelege ca inseamna diferitele aranjamente posibile ale atomilor individuali dintr-o molecula care rezulta dintr-o simpla rotatie in jurul unei axe. Modificarea conformației enzimelor corespunde unei modificări a aranjamentului spațial al moleculelor lor și permite numai formarea unui complex enzimă-substrat.
Hexokinaza sub formă de enzime catalizează, de exemplu, primul pas al glicolizei. De îndată ce aceste enzime vin în contact cu substratul glucoză, se poate observa o potrivire indusă în sensul formării unei „potriviri induse”. Enzima hexokinază fosforilează ligandul glucozei consumând ATP pentru a forma glucoza-6-fosfat.
Structura apei seamănă cu cea din grupul alcoolic al atomului C6, pe care enzima îl fosforilează în timpul reacției. Datorită dimensiunilor mici, moleculele de apă s-ar putea atașa de centrul activ al enzimei, astfel încât să se genereze hidroliza ATP. Cu toate acestea, potrivirea indusă permite hexokinazei să catalizeze conversia glucozei cu specificitate ridicată, astfel încât hidroliza ATP trebuie să aibă loc într-o mică măsură. Odată cu mecanismul de fixare indus, specificitatea substratului crește.
Principiul în cadrul organismului uman poate fi observat în special în cazul kinazelor. Adaptarea indusă nu se aplică fiecărui complex ligand-receptor, deoarece schimbarea conformațională a ambilor parteneri este în multe cazuri limite naturale.
Boli și afecțiuni
Principiul de adaptare indusă este perturbat în cazul diferitelor defecte ale enzimei. În fenilcetonurie, de exemplu, enzimele sunt restricționate în activitatea lor sau nu reușesc complet. De obicei, acest lucru se datorează unui defect genetic. În fenilcetonurie, enzima fenilalanină hidroxilază este defectă. Fenilalanina nu mai este transformată în tirozină și se acumulează în consecință. Există substanțe neurotoxice, astfel încât, pe lângă dizabilitățile mentale, pacientul are tendința de a crampe. Defectele enzimelor sunt de obicei genetice și sunt cauzate de o secvență de aminoacizi codificată incorect în ADN.
Bolile metabolice cauzate de defectele enzimei și un astfel de principiu de tulburare indusă de tulburări sunt cunoscute sub denumirea de enzimopatii. Defectele piruvat kinazei sunt prezente, de exemplu, într-o genă PKLR care codifică incorect. Această genă este localizată pe locația genei 1q22 a cromozomului 1. Sunt cunoscute diverse mutații ale alelei PKLR ale piruvat kinazei, care se manifestă ca defecte în forma R.
Boala Hers este din nou denumită glicogeneză tip VI și aparține grupului de boli de stocare a glicogenului. Este o afecțiune metabolică recesivă sau legată de X din cauza defectelor enzimei. Mai precis, cauza constă în diferite defecte ale enzimei din sistemul fosforilazinazei din ficat și mușchi. În acest context, de exemplu, este cunoscut defectul fosforilazei-b-kinazei legate de X, ficatului, defectului fosforilazei hepatice a moștenirii recesive autosomale și a eșecului combinat al fosforilazei-b-kinazei din ficat și mușchi.
În legătură cu fosforilaza hepatică, mutațiile cauzale au fost localizate pe gena PYGL și, prin urmare, sunt pe cromozomul 14q21 până la q22. Deficitul combinat de fosforilază a mușchiului hepatic a fost legat de mutații ale genei PHKB la locus 16q12-q13. Mutațiile cauzale ale genei PHKA2 pe locusul Xp22.2-p22.1 au fost identificate pentru defectul legat X în fosforilazazaza hepatică. Alte glicogeneze pot, de asemenea, să anuleze efectul de potrivire indus al kinazei corespunzătoare sau să îl îngreuneze.
