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酵素 常に体内で発生する多くの重要な化学反応を触媒する、または大幅にスピードアップするタンパク質です。
これは、反応中の「開始」化学物質または基質の量がより急速に消失し、「完成」化学物質または生成物の量がより急速に蓄積することを意味します。これは短期的には望ましいかもしれませんが、製品の量は十分であるが、酵素が作用する基質がまだ十分にある場合はどうなりますか？
細胞にとって幸いなことに、彼らは上流から酵素と「話す」方法を持っているので、減速するかシャットダウンする時間を知らせることができます。その方法は 酵素のフィードバック阻害、フィードバック規制の形式。
酵素の基礎
酵素は柔軟なタンパク質であり、基質分子が生成物分子の物理的配置を取りやすくすることにより、生化学反応を高速化します。通常、2つは化学的に非常に密接に関連しています。
酵素がその特定の基質と結合すると、しばしば 構造変化 分子内で、より精力的に製品分子の形をとるように傾く方向にそれを促します。化学会計用語では、そうでなければ生には遅すぎる反応のこの促進は、酵素が 活性化エネルギー 反応の。
一部の酵素は、2つの基質分子を曲げて物理的に近づけることにより作用します。これにより、基質は化学結合の物質である電子をより容易に交換できるため、反応がより速く発生します。
酵素調節の説明
酵素の停止を命じる時が来ると、細胞にはこれを行うためのいくつかの方法があります。
1つは 競争阻害 基質に非常によく似た物質が環境に導入されたときに起こる酵素の。これにより、酵素が意図したターゲットではなく、新しい物質に付着します。新しい分子は、酵素の競合阻害剤と呼ばれます。
に 非競争的阻害、新しく導入された分子も酵素に結合しますが、その基質上の活性を発揮する場所から離れた場所で、 アロステリック サイト。これは、その形状を変えることにより酵素を妨害します。
に アロステリック活性化、基本的な化学は非競合的阻害と同じですが、この場合、アロステリック部位に結合する分子が誘導する形状の変化により、酵素は速度を落とすように言われます。
フィードバック抑制：定義
に フィードバック抑制、製品を使用して、その製品を生成する反応を制御します。これは、製品自体が特定の濃度で酵素阻害剤として作用できるため、複数の反応が生成される場所の「上流」であるために発生します。
Cと考えることができる分子が、分子AからのBの生成のアロステリック阻害剤として作用する反応の2つのステップをフィードバックするのは、Cが細胞内に過剰に蓄積したためです。 Cによるアロステリック阻害によりAがBに変換されると、BがCに変換されます。これは、AからBへの酵素からCが消費されて反応が再開するまで行われます。
フィードバック抑制：例
生細胞の普遍的な燃料通貨であるATPの合成は、フィードバック阻害によって制御されます。
アデノシン三リン酸、またはATPは、ADPにリン酸基を結合することにより、ADP、またはアデノシン二リン酸から作られたヌクレオチドです。 ATPは細胞呼吸に由来し、ATPは細胞呼吸プロセスのさまざまな段階で酵素のアロステリック阻害剤として機能します。
ATPは燃料分子であり、したがって不可欠ですが、短命であり、高濃度で見つかると自発的にADPに戻ります。これは、フィードバック抑制のおかげで、細胞が大量の合成を行うのに苦労した場合にのみ、過剰なATPが無駄になることを意味します。