Language
Country/Area
No result found
écouvrez le rôle clé de la régulation des holoenzymes dans la signalisation cellulaire et comprenez comment ces mystérieux mécanismes de régulation affectent nos processus physiologiques
L'holoenzyme, en particulier l'enzyme holoostérique, est un concept très important en biochimie. Ces enzymes sont capables de changer de conformation lors de la liaison à un effecteur (régulateur), affectant ainsi leur affinité pour un autre site de liaison de ligand. Ce phénomène, connu sous le nom d’« action à distance », montre comment divers mécanismes de régulation peuvent influencer différents processus physiologiques au sein des cellules.
Le cœur de la régulation des holoenzymes est que la liaison d’un ligand peut affecter la liaison d’un autre ligand, ce qui est l’essence du concept holoostérique.
L'holase joue un rôle clé dans les processus biologiques de base tels que la signalisation cellulaire et la régulation métabolique. La régulation holo-ostérique ne se limite plus aux enzymes de plusieurs systèmes ; de nombreux systèmes ont confirmé les propriétés holo-ostériques d'enzymes individuelles. Dans le même temps, la présence du site ostérique complet permet aux effecteurs de se lier à la protéine, ce qui provoque généralement des changements conformationnels dynamiques dans la protéine. Cette conversion peut augmenter l’activité de l’enzyme, et ces effecteurs sont appelés activateurs holo-ostériques, tandis que l’opposé est appelé inhibiteurs holo-ostériques.
La régulation homoostérique présente des boucles de contrôle trouvées dans la nature, telles que la rétroaction des produits en aval ou la rétroaction anticipée des substrats en amont. Les effets holo-ostériques à longue portée sont particulièrement importants dans la signalisation cellulaire, où une telle régulation aide les cellules à ajuster l’activité enzymatique en réponse aux changements de l’environnement.
La définition de la régulation holo-ostérique est dérivée des racines grecques allōs (ἄλλος, signifiant « autre ») et stereos (στερεὀς, signifiant « solide »), qui fait référence à la relation entre le site régulateur et le site actif de la protéine holo-ostérique. La différence physique du point.
Dans un complexe multisous-unités, l'enzyme catalytique (holoenzyme) peut être associée de manière transitoire ou permanente à un cofacteur (par exemple, l'ATP). Ce processus est crucial car la vitesse de réaction d’une réaction non catalysée est très faible. L’optimisation de l’activité catalytique est un moteur majeur de l’évolution des protéines. La plupart des enzymes holo-ostériques possèdent plusieurs domaines/sous-unités couplés et présentent des propriétés de liaison coopérative, ce qui fait que les enzymes holo-ostériques présentent généralement une dépendance sigmoïdale à la concentration du substrat.
Cela permet à la plupart des enzymes holo-ostériques de modifier considérablement la production catalytique lors de petits changements dans la concentration de l'effecteur.
L'effecteur peut être le substrat lui-même (effecteur homologue) ou une autre petite molécule (effecteur hétérologue), qui peut provoquer le remodelage de l'enzyme en redistribuant la structure de l'enzyme entre les états de haute et de faible affinité. Devenir plus actif ou moins actif. Le site où se lient les effecteurs hétérologues, le site holoostérique, est généralement séparé du site actif mais couplé thermodynamiquement à celui-ci.
La base de données All-osteric (ASD, http://mdl.shsmu.edu.cn/ASD) fournit a Une ressource centralisée pour afficher, rechercher et analyser la structure, la fonction et les informations connexes des molécules ostériques entières, y compris les enzymes ostériques entières et leurs régulateurs. Chaque enzyme dispose d'une description détaillée de ses propriétés ostériques globales, de ses processus biologiques et des maladies associées, tandis que chaque modulateur contient des informations sur l'affinité de liaison, les propriétés physico-chimiques et les domaines thérapeutiques.
Caractéristiques dynamiques
Bien que l’hémoglobine ne soit pas une enzyme, elle est un exemple classique de protéine holoostérique et fut l’une des premières molécules dont la structure cristalline a été résolue. Ces dernières années, l’enzyme aspartate carbamoyltransférase (ATCase) d’Escherichia coli est devenue un autre exemple remarquable de régulation holo-ostérique. Les propriétés cinétiques des enzymes holoostériques sont souvent utilisées pour expliquer leurs changements de conformation entre un état « tendu » à faible activité et faible affinité et un état « détendu » à haute activité et haute affinité.Ces formes enzymatiques structurellement distinctes ont été démontrées dans plusieurs enzymes holo-ostériques connues, mais la base moléculaire de la transformation reste incomplètement comprise.
Deux modèles principaux ont été proposés pour décrire ce mécanisme : le « modèle collaboratif » de Monod, Wyman et Changeux, et le « modèle séquentiel » de Koshland, Nemethy et Filmer. Dans le modèle coopératif, les protéines sont considérées comme ayant deux états globaux « tout ou rien », et ce modèle est soutenu par une coopération positive car la liaison d'un ligand augmente la capacité de l'enzyme à lier davantage de ligands. D'autre part, le modèle séquentiel suppose qu'il existe plusieurs états conformationnels/énergétiques globaux, et chaque fois que l'enzyme se lie à un ligand, elle augmente sa propension à se lier à d'autres ligands. Cependant, aucun des deux modèles n'explique complètement la liaison ostérique globale. Phénomène .
Récemment, la combinaison de techniques physiques (par exemple, la cristallographie aux rayons X, la diffusion des rayons X aux petits angles en solution, etc.) et de techniques génétiques (par exemple, la mutagenèse dirigée) peut améliorer notre compréhension de l'holo-ostérique . La régulation des holoenzymes joue non seulement un rôle clé, mais a également un impact important sur l’adaptabilité de nombreux processus biologiques, ce qui amène les gens à se demander : comprenons-nous pleinement le rôle et l’importance de la régulation des holoenzymes dans les phénomènes de la vie ?
