诱导适应:功能,任务,角色和疾病

诱导拟合理论起源于科什兰(Koshland),并且对应于锁匙原理的扩展,后者假定解剖结构相互配合。 诱导拟合是指 例如激酶,它们会改变其构象以形成酶-配体复合物。 在酶缺陷中,诱导拟合原理可能会受到干扰的影响。

什么是诱导拟合?

两者之间有结合特异性 和基材。 这种绑定特异性暗示了锁钥原理。 感应配合提供了一种特殊形式的锁匙原理。 人体中的许多过程都根据“锁和钥匙”或“手套入手”原理起作用。 例如,这适用于 关节。 关节 像锁中的钥匙或手套中的手一样接合在关节窝中。 直到钥匙完全正确地插入锁中后,门才会打开。 在相同的上下文中,只有当结构精确地装配在一起时,才能打开身体的某些功能。 锁匙原理的一种特殊形式是感应配合。 这是用于形成蛋白质-配体复合物的理论,例如在酶催化反应的背景下的酶-底物复合物。 丹尼尔·科什兰(Daniel E. Koshland)被认为是第一个描述该理论的人,并于1958年首先提出了该理论。与锁钥原理不同,诱导拟合理论并不假设两个静态结构。 因此,特别是在蛋白质-配体复合物的情况下,仅涉及的蛋白质的构象变化应允许复合物形成。 Koshland认为配体和蛋白质(或更好的酶)是动态的, 发言 为了复杂的形成,导致两个伙伴都经历构象变化的相互作用的过程。

功能与任务

两者之间有结合特异性 和基材。 这种绑定特异性暗示了锁钥原理。 每种酶都带有一个活性位点。 该中心的形状形成为与配体形成复合物,其方式几乎完全适合于打算用于其的底物的空间形状。 然而,在许多酶中,只要不与底物结合,各自的活性位点就以不完美的形式存在。 这种观察似乎与锁钥原理相矛盾,因为在酶及其配体的情况下,形状匹配似乎首先发生。 因此,一旦酶连接到配体上,分子间 互动 被诱导。 这些 互动 在分子间水平上引起酶的构象变化。 构象是指由于绕轴简单旋转而导致的分子单个原子的不同排列可能性。 因此,酶的构象变化对应于其空间排列的变化。 分子 首先是形成酶-底物复合物的原因。 例如,己糖激酶作为酶催化糖酵解的第一步。 这些酶一遇到底物 葡萄糖可以从“诱导拟合”的意义上观察到诱导拟合。 己糖激酶酶磷酸化其配体 葡萄糖 葡萄糖6-磷酸盐 随着ATP的消耗。 的结构 与在反应过程中酶磷酸化的C6原子的醇基团相似。 由于体积小, 分子 可以连接到酶的活性位点,因此会产生ATP的水解。 但是,诱导拟合可以使己糖激酶催化 葡萄糖 转化具有很高的特异性,因此ATP水解必须小规模进行。 因此,通过诱导拟合机制,底物特异性增加。 该原理在人类有机体内的激酶上特别明显。 诱导拟合不适用于每个配体-受体复合物,因为在许多情况下,两个配偶体的构象变化都有自然的限制。

疾病与失调

干扰是不同酶缺陷中的诱导拟合原理。 在 苯丙酮尿症例如,酶的活性受到限制或完全失效。 这通常是由于遗传缺陷。 在 苯丙酮尿症,苯丙氨酸羟化酶是有缺陷的。 苯丙氨酸不再转化为酪氨酸并积累起来,产生神经毒性物质,因此除了精神 迟缓,患者有癫痫发作的趋势。 酶缺陷通常是遗传确定的,并且是由DNA中编码错误的氨基酸序列引起的。 由酶缺陷和这种干扰的诱导拟合原理引起的代谢性疾病被称为酶病。 丙酮酸 激酶缺陷存在于例如编码有缺陷的PKLR中 基因。 这 基因 位于染色体1的基因座22q1上。 丙酮酸 激酶,表现为R形式的缺陷。 她的疾病又被称为VI型肝糖原病,属于肝糖原贮积病。 由于酶缺陷,它是一种常染色体隐性遗传或X连锁遗传性代谢疾病。 更确切地说,原因在于磷酸化酶激酶系统内的各种酶缺陷。 和肌肉。 在这种情况下已知的是例如在小鼠中的X-连接的磷酸化酶-b-激酶缺陷。 ,常染色体隐性遗传的肝脏磷酸化酶缺陷以及肝脏和肌肉组织中磷酸化酶b激酶的合并失败。 在上下文中 磷酸化酶,致病性突变已定位于PYGL 基因 因此位于染色体14q21至q22处。 合并的肝肌肉磷酸化酶缺陷与基因座16q12-q13处PHKB基因的突变有关。 已确定X连锁肝磷酸化酶激酶缺陷的基因座Xp2-p22.2处PHKA22.1基因的致病性突变。 其他糖原也可以消除或使相应激酶的诱导拟合作用复杂化。