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copri il ruolo chiave della regolazione degli oloenzimi nella segnalazione cellulare e comprendi come questi misteriosi meccanismi regolatori influenzano i nostri processi fisiologici
L'oloenzima, in particolare l'enzima oloosterico, è un concetto molto importante in biochimica. Questi enzimi sono in grado di cambiare la loro conformazione in seguito al legame con un effettore (regolatore), influenzando così la loro affinità per un altro sito di legame del ligando. Questo fenomeno, noto come "azione a distanza", mostra come diversi meccanismi regolatori possano influenzare diversi processi fisiologici all'interno delle cellule.
Il fulcro della regolazione dell'oloenzima è che il legame di un ligando può influenzare il legame di un altro ligando, che è l'essenza del concetto oloosterico.
L'olasi svolge un ruolo fondamentale nei processi biologici di base, come la segnalazione cellulare e la regolazione metabolica. La regolazione olo-osterica non è più limitata agli enzimi in sistemi multipli; molti sistemi hanno confermato le proprietà olo-osteriche di singoli enzimi. Allo stesso tempo, la presenza del sito osterico completo consente agli effettori di legarsi alla proteina, il che solitamente determina cambiamenti conformazionali dinamici nella proteina. Questa conversione può aumentare l'attività dell'enzima e questi effettori sono chiamati attivatori olo-osterici, mentre il loro opposto è chiamato inibitori olo-osterici.
La regolazione omoosterica mostra circuiti di controllo riscontrabili in natura, come il feedback dai prodotti a valle o il feedforward dai substrati a monte. Gli effetti olo-osterici a lungo raggio sono particolarmente importanti nella segnalazione cellulare, dove tale regolazione aiuta le cellule ad adattare l'attività enzimatica in risposta ai cambiamenti nell'ambiente.
La definizione di regolamentazione olo-ospedaliera deriva dalle radici greche Allōs (ἄλλος, che significa "altro") e stereo (στερεὀς, che significa "solido"), che si riferisce alla relazione tra il sito regolatorio e il sito attivo di la proteina olo-osterica. La differenza fisica del punto.
In un complesso multisubunità, l'enzima catalitico (oloenzima) può essere associato transitoriamente o permanentemente a un cofattore (ad esempio, ATP). Questo processo è cruciale perché la velocità di reazione di una reazione non catalizzata è molto bassa. L'ottimizzazione dell'attività catalitica è uno dei principali motori dell'evoluzione delle proteine. La maggior parte degli enzimi holo-ospedali ha più domini/subunità accoppiati e mostra proprietà di legame cooperative, che si traducono in enzimi holo-ospedali che di solito mostrano una dipendenza sigmoidale dalla concentrazione di substrato.
Ciò consente alla maggior parte degli enzimi olo-osterici di modificare drasticamente la produzione catalitica in caso di piccole variazioni nella concentrazione dell'effettore.
L'effettore può essere il substrato stesso (effettore omologa) o un'altra piccola molecola (effettore eterologo), che può causare il rimodellamento dell'enzima ridistribuendo la struttura dell'enzima tra gli stati ad alta affinità e a bassa affinità o meno attivi. Il sito in cui si legano gli effettori eterologhi, il sito oloosterico, è solitamente separato dal sito attivo, ma ad esso accoppiato termodinamicamente.
Il database All-osteric (ASD, http://mdl.shsmu.edu.cn/ASD) fornisce a Una risorsa centralizzata per visualizzare, ricercare e analizzare la struttura, la funzione e le informazioni correlate di intere molecole osteriche, inclusi gli enzimi osterici interi e i loro regolatori. Ogni enzima ha una descrizione dettagliata delle sue proprietà osteriche globali, dei processi biologici e delle malattie associate, mentre ogni modulatore contiene informazioni sull'affinità di legame, le proprietà fisico -chimiche e le aree terapeutiche.
Caratteristiche dinamiche
Sebbene l'emoglobina non sia un enzima, è un classico esempio di proteina oloosterica ed è stata una delle prime molecole di cui è stata risolta la struttura cristallina. Negli ultimi anni, l'enzima aspartato carbamoiltransferasi (ATCase) dell'Escherichia coli è diventato un altro esempio eccezionale di regolazione olo-osterica. Le proprietà cinetiche degli enzimi oloosterici sono spesso usate per spiegare i loro cambiamenti conformazionali tra uno stato "teso" a bassa attività, a bassa affinità e uno stato rilassato "ad alta attività".Queste forme enzimatiche strutturalmente distinte sono state dimostrate in diversi enzimi olo-osterici noti, ma la base molecolare della trasformazione non è ancora del tutto compresa.
Per descrivere questo meccanismo sono stati proposti due modelli principali: il "modello collaborativo" di Monod, Wyman e Changeux e il "modello sequenziale" di Koshland, Nemethy e Filmer. Nel modello cooperativo, si considera che le proteine abbiano due stati globali "all-ow-hone" e questo modello è supportato dalla cooperazione positiva perché il legame di un ligando aumenta la capacità dell'enzima di legare più ligandi. D'altra parte, il modello sequenziale presuppone che ci siano più stati conformazionali/energetici globali e ogni volta che l'enzima lega un ligando, aumenta la sua volontà di legarsi ad altri ligandi .
Recentemente, la combinazione di tecniche fisiche (ad es. Cristallografia a raggi X, soluzione di scattering a raggi X ad angolo piccolo, ecc.) E tecniche genetiche (ad es. Mutagenesi diretta al sito) può migliorare la nostra comprensione dell'holo-ospedale . La regolazione oloenzima non solo svolge un ruolo chiave, ma ha anche un impatto importante sull'adattabilità di molti processi biologici, il che fa meravigliare le persone: comprendiamo appieno il ruolo e il significato della regolazione dell'oloenzima nei fenomeni di vita?
