Regulační enzymy

Z WikiSkript

Termín regulační enzymy[1] používáme pro enzymy metabolických nebo signalizačních drah, které se podílejí na jejich regulaci. Regulací rozumíme především zastavení nebo spuštění takové dráhy či ovlivnění její rychlosti. Regulační enzymy jsou zpravidla allosterické, stojí na začátku dráhy, katalyzují nevratnou reakci a bývají přítomny v malé koncentraci. Jako většina enzymů mohou být ovlivněny na třech úrovních[2]:

  • katalytická aktivita enzymu;
  • množství enzymu;
  • množství substrátu.

Regulace aktivity enzymu[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

V regulaci aktivity enzymu je využíváno dvou základních principů:

  • vazba aktivátorů či inhibitorů – na enzym se naváže malá molekula a změní jeho konformaci, což ovlivní schopnost enzymu vázat substrát či katalyzovat reakce. Pokud je onou molekulou produkt katalyzované reakce či dané metabolické dráhy, hovoříme o mechanismu zpětné vazby. V případě, že se jedná o produkt jiné metabolické dráhy, používáme termínu cross regulation. Příkladem takové regulace je inhibice glykolýzy citrátem;
  • kovalentní modifikace – navázáním fosfátu na hydroxyl serinu, threoninu nebo tyrosinu (fosforylace) či naopak ztrátou fosfátové skupiny (defosforylace) dojde ke změně konformace enzymu. Zjednodušeně platí, že enzymy katabolických drah jsou fosforylací aktivovány a enzymy anabolických drah deaktivovány[1].

Regulace množství enzymu[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Jedná se o regulaci na úrovni exprese genu. Účastní se jí některé hydrofilní hormony (prostřednictvím MAP-kinázové kaskády), především ale steroidní hormony a hormony štítné žlázy, které procházejí plasmatickou membránou a receptory mají v cytoplasmě nebo přímo v jádře. Taková regulace je dlouhodobější, nastupuje však s určitou latencí.

Ovlivnění exprese genu substrátem – enzymová indukce[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Delší přítomnost nadbytku substrátu může vyvolat zvýšení exprese genů pro enzymy odpovídající metabolické dráhy. Ethanol takto indukuje enzymy svého metabolismu a vyvolává toleranci. Podobně některé léky indukují tvorbu detoxikačních enzymů (cyt P450), enzymová indukce se zároveň podílí na lékové interakci[2].

Množství substrátu[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Mnohé regulační enzymy jsou závislé především na dostupnosti substrátu (např. citrátsyntáza). V principu je tak regulace jimi řízené dráhy přesunuta na předcházející enzym (v tomto případě malátdehydrogenáza a pyruvátsyntáza).

Kompartmentace[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Na regulaci různých drah v lidském těle se podílí take kompartmentace, neboli rozčlenění buňky do samostatných celků. Přechod látek mezi nimi může být řízen a tím dochází také k ovlivnění drah probíhajících v daných kompartmentech.

Searchtool right.svg Podrobnější informace naleznete na stránce Kompartmentace metabolických drah.

Odkazy[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Související články[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Reference[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

  1. a b DUŠKA, František a Jan TRNKA. Biochemie v souvislostech I. díl – základy energetického metabolizmu. 1. vydání. Praha : Karolinum, 2006. ISBN 80-246-1116-3.
  2. a b MURRAY, Robert E, et al. Harperova biochemie. 4. vydání. Jinočany : H + H, 2002. ISBN 80-7319-013-3.