Language
Country/Area
No result found
ngkap peran penting regulasi holoenzim dalam pensinyalan sel dan pahami bagaimana mekanisme regulasi misterius ini memengaruhi proses fisiologis kita
Holoenzim, khususnya enzim holoosterik, merupakan konsep yang sangat penting dalam biokimia. Enzim-enzim ini mampu mengubah konformasinya setelah mengikat suatu efektor (regulator), sehingga memengaruhi afinitasnya terhadap situs pengikatan ligan lain. Fenomena ini, yang dikenal sebagai "aksi dari jarak jauh," menunjukkan bagaimana berbagai mekanisme pengaturan dapat memengaruhi berbagai proses fisiologis dalam sel.
Inti dari pengaturan holoenzim adalah bahwa pengikatan satu ligan dapat memengaruhi pengikatan ligan lain, yang merupakan inti dari konsep holoosterik.
Holase memainkan peran penting dalam proses biologis dasar seperti pensinyalan sel dan pengaturan metabolisme. Pengaturan holoosterik tidak lagi terbatas pada enzim dalam berbagai sistem; banyak sistem telah mengonfirmasi sifat holoosterik dari enzim tunggal. Pada saat yang sama, keberadaan situs osterik penuh memungkinkan efektor untuk mengikat protein, yang biasanya menyebabkan perubahan konformasi dinamis dalam protein. Konversi ini dapat meningkatkan aktivitas enzim, dan efektor ini disebut aktivator holo-osterik, sedangkan yang sebaliknya disebut inhibitor holo-osterik.
Pengaturan homoosterik menampilkan loop kontrol yang ditemukan di alam, seperti umpan balik dari produk hilir atau umpan maju dari substrat hulu. Efek holo-osterik jarak jauh sangat penting dalam pensinyalan sel, di mana pengaturan tersebut membantu sel menyesuaikan aktivitas enzim sebagai respons terhadap perubahan lingkungan.
Definisi pengaturan holo-osterik berasal dari akar kata Yunani allōs (ἄλλος, yang berarti "lain") dan stereos (στερεὀς, yang berarti "padat"), yang mengacu pada hubungan antara situs pengatur dan situs aktif protein holo-osterik. Perbedaan fisik titik.
Dalam kompleks multisubunit, enzim katalitik (holoenzim) dapat dikaitkan sementara atau permanen dengan kofaktor (misalnya, ATP). Proses ini penting karena laju reaksi dari reaksi yang tidak dikatalisis sangat rendah. Optimalisasi aktivitas katalitik merupakan pendorong utama evolusi protein. Sebagian besar enzim holo-osterik memiliki beberapa domain/subunit yang digabungkan dan menunjukkan sifat pengikatan kooperatif, yang mengakibatkan enzim holo-osterik biasanya menunjukkan ketergantungan sigmoidal pada konsentrasi substrat.
Hal ini memungkinkan sebagian besar enzim holo-osterik untuk secara dramatis mengubah keluaran katalitik pada perubahan kecil dalam konsentrasi efektor.
Efektor dapat berupa substrat itu sendiri (efektor homolog) atau molekul kecil lainnya (efektor heterolog), yang dapat menyebabkan enzim melakukan remodeling dengan mendistribusikan ulang struktur enzim antara keadaan afinitas tinggi dan afinitas rendah. Menjadi lebih aktif atau kurang aktif. Situs tempat efektor heterolog mengikat, situs holoosterik, biasanya terpisah dari situs aktif tetapi secara termodinamika terhubung dengannya.
Basis Data All-osterik (ASD, http://mdl.shsmu.edu.cn/ASD) menyediakan sumber daya terpusat untuk menampilkan, mencari, dan menganalisis struktur, fungsi, dan wawasan terkait dari molekul osterik utuh, termasuk enzim osterik utuh dan pengaturnya. Setiap enzim memiliki deskripsi terperinci tentang sifat osterik globalnya, proses biologis, dan penyakit terkait, sementara setiap modulator berisi informasi tentang afinitas pengikatan, sifat fisikokimia, dan area terapeutik.
Karakteristik dinamis
Meskipun hemoglobin bukanlah enzim, ia merupakan contoh klasik protein holoosterik dan merupakan salah satu molekul pertama yang struktur kristalnya terpecahkan. Dalam beberapa tahun terakhir, enzim Escherichia coli aspartat karbamoiltransferase (ATCase) telah menjadi contoh luar biasa lainnya dari regulasi holoosterik. Sifat kinetik enzim holoosterik sering digunakan untuk menjelaskan perubahan konformasi antara keadaan "tegang" dengan aktivitas rendah dan afinitas rendah dan keadaan "santai" dengan aktivitas tinggi dan afinitas tinggi.Bentuk enzim yang berbeda secara struktural ini telah ditunjukkan dalam beberapa enzim holoosterik yang diketahui, tetapi dasar molekuler dari transformasi tersebut masih belum sepenuhnya dipahami.
Dua model utama telah diusulkan untuk menggambarkan mekanisme ini: "model kolaboratif" dari Monod, Wyman, dan Changeux, dan "model sekuensial" dari Koshland, Nemethy, dan Filmer. Dalam model kooperatif, protein dianggap memiliki dua keadaan global "semua atau tidak sama sekali", dan model ini didukung oleh kerja sama positif karena pengikatan satu ligan meningkatkan kemampuan enzim untuk mengikat lebih banyak ligan. Di sisi lain, model sekuensial mengasumsikan bahwa ada beberapa keadaan konformasi/energi global, dan setiap kali enzim mengikat ligan, ia meningkatkan keinginannya untuk mengikat ligan lain. Namun, tidak ada model yang sepenuhnya menjelaskan fenomena pengikatan osterik global.
Baru-baru ini, kombinasi teknik fisik (misalnya, kristalografi sinar-X, hamburan sinar-X sudut kecil larutan, dll.) dan teknik genetik (misalnya, mutagenesis yang diarahkan ke lokasi) dapat meningkatkan pemahaman kita tentang holo-osterik. Regulasi holoenzim tidak hanya memainkan peran kunci, tetapi juga memiliki dampak penting pada kemampuan beradaptasi banyak proses biologis, yang membuat orang bertanya-tanya: Apakah kita sepenuhnya memahami peran dan signifikansi regulasi holoenzim dalam fenomena kehidupan?
