תוֹכֶן
אנזימים הם חלבונים המזרזים, או מזרזים מאוד, את התגובות הכימיות החיוניות הרבות המתרחשות בגוף בכל עת.
משמעות הדבר היא שכמות הכימיקלים "מתחילים" בתגובה, או המצע, נעלמת במהירות רבה יותר, בעוד שכמות הכימיקלים "או המוצרים" המוגמרים מצטברת במהירות רבה יותר. אמנם זה עשוי להיות רצוי בטווח הקצר, אך מה קורה כאשר כמות המוצר מספיקה, אך עדיין יש המצע רב שאנזים יוכל לעבוד עליו?
למרבה המזל עבור תאים, יש להם דרך "לדבר" עם אנזימים מזרם הזרם, כביכול, ליידע אותם מה הזמן להאט או לכבות. ככה זה עיכוב משוב של אנזימים, סוג של ויסות משוב.
יסודות אנזים
אנזימים הם חלבונים גמישים המזרזים את התגובות הביוכימיות בכך שמקלים על מולקולת המצע להניח את הסידור הפיזי של מולקולת המוצר, כאשר השניים בדרך כלל קשורים מאוד לכימיה.
כאשר אנזים נקשר עם המצע הספציפי שלו, הוא גורם לעיתים קרובות ל שינוי קונפורמציה במולקולה, דוחק אותה בכיוון להיות נוטה יותר לאנרגיה ללבוש צורה של מולקולת המוצר. במונחים חשבונאיים כימיים, הקלה זו של תגובה שאחרת תתרחש לאט מדי לחיים מתרחשת מכיוון שהאנזים מוריד את אנרגיית הפעלה של התגובה.
אנזימים מסוימים פועלים על ידי קירוב של שתי מולקולות מצע זו לזו באופן גופני על ידי כיפוף, מה שגורם לתגובה להתרחש מהר יותר מכיוון שהמצעים יכולים אז להחליף בקלות רבה יותר אלקטרונים, את החומר של קשרים כימיים.
הסבר על תקנת האנזים
כאשר הגיע הזמן להזמין את האנזים להפסיק, לתא יש מספר דרכים לעשות זאת.
אחד הוא דרך עיכוב תחרותי של האנזים, שקורה כאשר חומר שמזכיר מאוד את המצע מוכנס לסביבה. זה "מפעיל" את האנזים להידבקות לחומר החדש במקום למטרתו המיועדת. המולקולה החדשה מכונה מעכב תחרותי של האנזים.
בתוך עכבה לא תחרותית, מולקולה שהוצגה לאחרונה נקשרת גם לאנזים, אך בנקודה שהוסרה ממנה היא מפעילה את פעילותה על המצע שלה, המכונה אלוסטרי אתר. זה מפריע לאנזים על ידי שינוי צורתו.
בתוך הפעלה אלוסטרית, הכימיה הבסיסית זהה לעיכוב בלתי-תחרותי, למעט במקרה זה, נאמר לאנזים להאיץ, ולא להאט, על ידי שינוי הצורה שהמולקולה הנקשרת לאתר האוסטוסטרלי מעוררת.
עכבת משוב: הגדרה
בתוך עיכוב משוב, מוצר משמש לוויסות התגובה שמייצרת מוצר זה. זה קורה מכיוון שהמוצר עצמו מסוגל לפעול כמעכב אנזימים בריכוזים מסוימים, תגובות מרובות "במעלה הזרם" מהמקום בו הוא נוצר.
כאשר מולקולה, שתוכלו לחשוב עליה כ- C, מזינה שני צעדים אחורה בתגובה לפעולה כמעכבת אלוסטררית של ייצור B ממולקולה A, זה מכיוון שיותר מדי C הצטברה בתא. עם הפיכת A לפחות ל- B הודות לעיכוב האלסטרואיסטי על ידי C, פחות B הופך ל- C וזה מתרחש עד שנצרך מספיק C בכדי להרחיק אותו מהאנזים A-to-B בכדי לגרום לתגובות להופיע שוב.
עכבת משוב: דוגמה
הסינתזה של ATP, מטבע הדלק האוניברסלי של תאים חיים, נשלטת על ידי עיכוב משוב.
אדנוזין טריפוספט, או ATP, הוא נוקלאוטיד שעשוי מ- ADP, או אדנוזין דיפוספט, על ידי הצמדת קבוצת פוספטים ל- ADP. ATP מגיע מהנשימה התאית, ו- ATP פועל כמעכב אלוסטרלי של האנזימים בשלבים שונים בתהליך הנשימה התאית.
למרות ATP היא מולקולת דלק ולכן הכרחי, היא קצרת מועד והיא חוזרת באופן ספונטני ל- ADP כאשר היא נמצאת בריכוזים גבוהים. המשמעות היא שעודף ATP יעבור לבזבוז רק אם התא יתקשה לסנתז כמויות גדולות יותר ממה שהוא עושה בזכות עיכוב משוב.