chp 10 catalyst strategies Flashcards
why is the Ρύθμιση ενζύμων important?
- Η δραστικότητα των ενζύμων πρέπει να ρυθμίζεται ώστε να λειτουργούν στον κατάλληλο χρόνο και τόπο
- it’s θεμελιώδης για τον συντονισμό των βιοχημικών διεργασιών που λαμβάνουν χώρα στον οργανισμό
Name the 5 different ways to regulate enzyme activity
- Αλλοστερικός έλεγχος
- Πολλαπλές μορφές ενζύμων-ισοένζυμα
- Αντιστρέψιμη ομοιοπολική τροποποίηση
- Πρωτεολυτική ενεργοποίηση
- Ρύθμισης της ποσότητας του ενζύμου
Explain how each regulation mechanism works
- Αλλοστερικός έλεγχος:
- ένα ρυθμιστικό μόριο προσδένεται σε μία ξεχωριστή θέση πρόσδεσης.
- Οι αλλοστερικές πρωτείνες έχουν πολλαπλά ενεργά κέντρα και επιδεικνύουν συνεργειακότητα - Πολλαπλές μορφές ενζύμων-ισοένζυμα:
- ομόλογα ένζυμα που καταλύουν την ίδια αντίδραση αλλά σε διαφορετικά σημεία/χρονικές στιγμές - Αντιστρέψιμη ομοιοπολική τροποποίηση:
- ομοιοπολική πρόσδεση μίας τροποποιητικής ομάδας και συνήθως μίας φωσφορικής ομάδας (κινάσες-φωσφατάσες)
- αντιστρέψιμος τρόπος ελέγχου - Πρωτεολυτική ενεργοποίηση:
- μη αντιστρεπτός τρόπος ενεργοποίησης.
- Ένα ανενεργό πρόδρομο μόριο, το προένζυμο/ζυμογόνο ενεγοποιείται με την αφαίρεση μερικών αμινοξέων - Ρύθμισης της ποσότητας του ενζύμου:
- συνήθως με έλεγχο της μεταγραφής
what is different about the enzymes in the mechanism of Πολλαπλές μορφές ενζύμων-ισοένζυμα
- Ελαφρές διαφορές στη δομή
- Διαφορετικές KM και Vmax
- Διαφορετικοί μηχανισμοί ρύθμισης
- Μπορεί να εκφράζονται σε συγκεκριμένο ιστό/οργανίδιο ή αναπτυξιακό στάδιο
Name 2 enzymes that carry out Αλλοστερικός έλεγχος + how they work
- αιμοσφαιρίνη - μεταφορική πρωτεΐνη
- ΑΤΚάση
- καταλύει πρώτο βήμα σύνθεσης των πυριμιδίνων
eg Κυτοσίνης
- Μετά η πυριμιδίνη θα μετατραπεί σε νουκλεοτίδιο
eg CTP
how is the speed of ATKase regulated?
↑ ταχύτητα by a ↓ συγκέντρωση του τελικού προϊόντος CTP
because a high conc of CTP, ελαττώνεται η ταχύτητα κατάλυσης
—-> ανατροφοδοτική αναστολή
—-> δεν παράγονται υπερβολικές ποσότητες πυριμιδίνων όταν δε χρειάζεται
how does CTP stop the ATKase from working overboard? how is that shown on a graph?
δεν προσδένεται στο ενεργό κέντρο όπου προσδένονται τα υποστρώματα της ΑΤΚάσης, δεσμεύονται σε διαφορετικό σημείο από το υπόστρωμα για να σταματήσει η αντίδραση = ΑΛΛΟΣΤΕΡΙΚΕΣ postion.
—–> Έτσι λειτουργεί ως αναστολέας όταν είναι σε περίσσεια.
—–> so ΑΤΚάση είναι ένα αλλοστερικό ένζυμο και ως εκ τούτου η καμπύλη Michaelis-Menten της δεν είναι η αναμενόμενη είναι σιγμοειδής, όπως αυτή της αιμοσφαιρίνης
why does allosteric enzymes have a sigmoid shape?
Παρατηρείται γιατί όταν ένα ενεργό κέντρο προσδέσει
υπόστρωμα αυξάνει η πιθανότητα πρόσδεσής του και
στα υπόλοιπα ενεργά κέντρα
what types of components is ATKase made of
It’s made of καταλυτικές και ρυθμιστικές υπομονάδες που είναι δυνατόν να διαχωριστούν
Define the 2 subunits of ATKase + why they work together
- Καταλυτικές υπομονάδες
= παρουσιάζουν καταλυτική δραστικότητα από μόνες τους αλλά δεν επηρεάζονται από την CTP - Ρυθμιστικές υπομονάδες
= δεν παρουσιάζουν καταλυτίκή δραστικότητα από μόνες τους αλλά μπορούν να προσδέσουν CTP
—-> They work together για να έχει η ΑΤΚάση τις ρυθμιστικές και καταλυτικές της ιδιότητες
Describe exactly how the shape + structure of ATKase is
Τρισδιάστατη δομή —>
- Δύο καταλυτικά τριμερή στιβαγμένα το ένα πάνω στο άλλο
- ενωμένα μέσω τριων ρυθμιστικών διμερών
- Σημαντικές επαφές μεταξύ καταλυτικών και ρυθμιστικών υπομονάδων
- υπάρχει ένα Zinc ion προσδεδεμένο σε τέσσερα κατάλοιπα κυστεΐνων (cys)
can ATKase form τεταρτοταγείς δομές?
H ATKάση έχει δυο ξεχωριστές τεταρτοταγείς δομές —> T και R
Ανενεργό μορφή = Τ —> Δεν έχει υποστρώματα
χαλαρωμένη κατάσταση = R —-> έχει υποστρώματα
Η πρόσδεση του PALA σταθεροποιεί την κατάσταση R.
what’s the effect of προσθήκη περισσότερου υποστρώματος
- Αυξάνει την πιθανότητα κάθε μόριο ενζύμου να προσδέσει τουλάχιστον ένα μόριο υποστρώματος
- Αυξάνει τον μέσο όρο των μορίων του υποστρώματος που είναι προσδεδεμένα σε κάθε ένζυμο
what’s the effect of adding more substrates on the enzymes shape
Η παρουσία επιπρόσθετου υποστρώματος:
- θα αυξήσει το κλάσμα των μορίων του υποστρώματος στην πιο ενεργό κατάσταση R because η θέση της ισορροπίας εξαρτάται από τον αριθμό των ενεργών κέντρων που έχουν καταληφθεί από το υπόστρωμα-υνεργειακότητα
- causes Κατάσταση R-μεγαλύτερη συγγένεια με το υπόστρωμα
how easy is it for the enzyme to switch from T to R
Το ένζυμο μεταπίπτει από μία λιγότερο ενεργή σε μία περισσότερο ενεργή κατάσταση, μέσα σε ένα στενό εύρος συγκεντρώσεων υποστρώματος
is there a change in the graph when the state T becomes R
H καμπύλη μεταπίπτει απότομα από T σε R, ανάλογα με την
αύξηση του υποστρώματος
what structure in the T state stops it from having high affinity to the substrates
- τα ρυθμστικά διμερή, κρατούν τα 2 καταλυτικά τριμερή αρκετά κοντά το ένα στο άλλο
- this allows οι θηλιές-κλειδιά επάνω στις επιφάνειές τους να συγκρούονται και να παρεμποδίζουν τις προσαρμογές στερεοδιάταξης που είναι αναγκαίες για υψηλής συγγένειας πρόσδεση του υποστρώματος και κατάλυση
define ομότροπα φαινόμενα
= Οι επιδράσεις των υποστρωμάτων στα αλλοστερικά ένζυμα
how does the CTP binding affect the curve on the graph
Because the πρόσδεση του CTP δυσκολεύει την πρόσδεση του υποστρώματος να μετατρέψει το ένζυμο στην κατάσταση R.
Therefore, the καμπύλη της ταχύτητας μετατοπίζεται προς την κατάσταση Τ
—-> Χρειάζεται μεγαλύτερη συγκέντρωση υποστρώματος για να επιτευχθεί η ίδια ταχύτητα
Name another αλλοστερικός ρυθμιστής that affects ATKase + what it does
ATP:
- αυξάνει την ταχύτητα της αντίδρασης
- ανταγωνίζεται το CTP για την πρόσδεση στις υπομονάδες r
- Η επίδραση των CTP και ATP στην δραστικότητα της ΑΤΚασης αποτελούν ετεροτροπικά φαινόμενα (επιδράσεις μορίων που δεν αποτελούν υποστρώματα)
—-> σε αντίθεση με την CTP, η ΑΤΡ αυξάνει την ταχύτητα αντίδρασης σταθεροποιώντας την κατάσταση R
Πώς δρα η CTP ως αλλοστερικός ρυθμιστής της ΑΤΚάσης; ( how has it been shown)
Mελέτες με ακτίνες Χ, παρουσιά CTP:
1. To ένζυμο είναι στην κατάσταση Τ όταν είναι προσδεδεμένο με την CTP
2. Θέση πρόσδεσης CTP σε κάθε ρυθμιστική υπομονάδα, σε μια δομική περιοχή που δεν υπάρχει αλληλεπίδραση με την καταλυτική υπομονάδα
