इन्जाइमहरु र आफ्नो तरिका को गतिविधि को नियम

खुला जैविक प्रणाली को एक सेट रूपमा कार्य जो जीवित कुरा को एक एकाइ, रूप, सेल निरन्तर बाह्य वातावरण पदार्थ र ऊर्जा सञ्चार भएको छ। इन्जाइमहरु - त्यहाँ मा homeostasis कायम गर्न प्रोटिन प्रकृति को विशेष पदार्थ को एक समूह छ। संरचना, समारोह र इन्जाइमहरु को गतिविधि को विनियमन विशेष शाखा जैव रसायन, enzymology भनिन्छ अध्ययन। यस लेखमा, ठोस उदाहरण प्रयोग गरेर, हामी विभिन्न संयन्त्र र उच्च स्तनधारी र मानिसहरूलाई मा निहित इन्जाइमहरु को गतिविधि विनियमन को विधिहरू छलफल गरिनेछ।

इष्टतम इन्जाइम गतिविधिको लागि आवश्यक अवस्थाको

छानेर को Assimilation प्रतिक्रिया र cleavage दुवै असर biologically सक्रिय एजेन्ट केही अवस्थामा कक्षहरू यसको catalytic गुण प्रदर्शनी। उदाहरणका लागि, यो ठाँउ लिन्छ सेल को के भाग मा पत्ता लगाउन महत्त्वपूर्ण छ एक रासायनिक प्रक्रिया, इन्जाइमहरु समावेश जो। कारण compartmentation (साइटहरू गर्न cytoplasm को विभाजन) antagonistic प्रतिक्रिया यसको विभिन्न भागहरु र organelles मा आउँदैन।

hyaloplasm मा - त्यसैले, प्रोटिन संश्लेषण गर्ने ribosomes र आफ्नो cleavage मा बाहिर छ। जो जीव रसायन प्रतिक्रिया catalyze इन्जाइमहरु को सेलुलर गतिविधि विनियमन विपरीत मात्र होइन चयापचय को सर्वोत्कृष्ट प्रवाह दर प्रदान गर्दछ, तर पनि ऊर्जा बेकारी चयापचय बाटो को गठन रोक्छ।

multienzyme जटिल

को इन्जाइमहरु को संरचनात्मक र कार्यात्मक संगठन, enzymatic प्रकारका एकाइ कक्षहरू। यसलाई मा ठाउँ लिन कि रासायनिक प्रतिक्रिया को सबै भन्दा सम्वन्धि छन्। पहिलो प्रतिक्रिया को एक multistage रासायनिक प्रक्रिया उत्पादनमा थप लागि reactant छ भने, यो मामला मा, सेल मा इन्जाइमहरु को स्थानिक व्यवस्था विशेष कडा व्यक्त गरिएको छ।

यो इन्जाइमहरु प्रकृति सरल वा जटिल प्रोटीन द्वारा छन् कि सम्झना हुनुपर्छ। र मुख्यतया पेप्टाइड को tertiary वा quaternary संरचना को आफ्नै स्थानिक कन्फिगरेसनमा परिवर्तन कारण सेलुलर substrates आफ्नो संवेदनशीलता। इन्जाइमहरु र यस्तो रासायनिक संरचना hyaloplasm, reactants र प्रतिक्रिया उत्पादन, तापमान को एकाग्रता रूपमा सेलुलर मापदण्डहरु मा, तर पनि छिमेकी कक्षहरू परिवर्तनको वा extracellular तरल पदार्थ मात्र छैन परिवर्तनहरू गर्न प्रतिक्रिया।

किन सेल compartments विभाजित

व्यावहारिक र तार्किक वन्यजन्तु उपकरण बस अचम्मको। यो पूरै जीवन सेल को विशेषता manifestations लागू हुन्छ। वैज्ञानिक रसायनविद् लागि भनेर एकदम स्पष्ट multidirectional enzymatic रासायनिक प्रतिक्रिया, उदाहरणका लागि glycolysis र ग्लूकोज को संश्लेषण नै ट्यूब मा अगाडि बढ्न सक्दैन। त्यसोभए विपरीत प्रतिक्रिया hyaloplasm एक सेल, आफ्नो आचरण लागि सब्सट्रेट छ जसमा हुन्छ? यो बाहिर जान्छ कि सेलुलर सामग्रीहरू - को cytosol, - compartments - wherein को antagonistic रासायनिक प्रक्रिया बाहिर स्थानिक विभाजित र पृथक प्रकारका loci लगे छन्। उच्च स्तनधारी र मानिसहरूलाई को कारण आफ्नो चयापचय प्रतिक्रिया विशेष गरी ठीक नियमन गर्दै छन्, र चयापचय उत्पादनहरु सजिलै सेल साइटहरु को पर्खाल penetrates, फारम परिवर्तन छन्। अर्को, तिनीहरूले यसको मूल संरचना बहाल। को cytosol गर्न साथै, इन्जाइमहरु organelles मा निहित: ribosomes, mitochondria, नाभिक, lysosomes।

ऊर्जा चयापचय मा इन्जाइमहरु को भूमिका

pyruvate को oxidative decarboxylation विचार गर्नुहोस्। catalytic गतिविधिको नियमावली यसलाई राम्रो तरिकाले enzymology अध्ययन गरिएको छ इन्जाइमहरु को। eukaryotic कक्षहरूको dvumembrannyh organelles - - र anoxic विभाजन ग्लूकोज र बीच एक मध्यवर्ती प्रक्रिया यो जीव रसायन प्रक्रिया mitochondria मा ठाँउ लिन्छ को क्रेब्स चक्र। Pyruvate dehydrogenase जटिल - PDH - तीन इन्जाइम समावेश गर्दछ। उच्च स्तनधारी र मानिसहरूलाई कम मा यसको acetyl-CoA को वैकल्पिक शैक्षिक अणु को मामला मा acetyl-CoA र Nath, अर्थात् को एकाग्रता वृद्धि संग भइरहेको। सेल ऊर्जा बढी अंश आवश्यक र एसिड चक्र tricarboxylic प्रवर्धन प्रतिक्रिया को लागि नयाँ स्वीकारकर्ता अणु आवश्यक छ भने, इन्जाइमहरु सक्रिय छन्।

allosteric निषेध के हो

catalytic inhibitors - इन्जाइमहरु को गतिविधि को विनियमन विशेष पदार्थ संग बाहिर गर्न सकिन्छ। तिनीहरूले covalently यसको सक्रिय साइट बाइपास, विशिष्ट loci इन्जाइम लिङ्क हुन सक्छ। यो उत्प्रेरक संरचना को एक स्थानिक विरूपण निम्त्याउँछ र स्वचालित रूपमा यसको enzymatic गुण मा एक कमी entails। अर्को शब्दमा, त्यहाँ इन्जाइम गतिविधिको allosteric विनियमन छ। हामी पनि थप्ने catalytic कार्य निहित oligomeric इन्जाइमहरु को यो फारम, अर्थात् ती जसको अणु दुई वा बढी Polymeric प्रोटिन subunits समावेश। pyruvate dehydrogenase, एक dehydrogenase र degidrolipoil gidrolipoil transatsetilazu: PDH-जटिल अघिल्लो शीर्षकमा छलफल तीन oligomeric इन्जाइम समावेश गरिएको छ।

नियामक इन्जाइमहरु

Enzymology मा अनुसन्धान कि वास्तवमा स्थापित रासायनिक प्रतिक्रिया को दर को उत्प्रेरक को एकाग्रता र गतिविधिमा दुवै निर्भर गर्दछ। अक्सर, प्रमुख चयापचय बाटो ठीक गर्नु भनेर इन्जाइमहरु समावेश प्रतिक्रिया दर यसका साइटहरु मा।

तिनीहरूले नियामक भनिन्छ र सामान्यतया जटिल को प्रारम्भिक प्रतिक्रिया असर, र एक अपरिवर्तनीय प्रतिक्रिया ढिलो रासायनिक प्रक्रियाहरु को सबै भन्दा भाग, वा एक चयापचय Pathway मा शाखा अंक मा reactants सामेल।

को पेप्टाइड अन्तरक्रिया कस्तो छ

इन्जाइम गतिविधि को विनियमन एक सेल मा हुन्छ जो एक विधि प्रोटिनको-प्रोटिन अन्तरक्रिया छ। यो के हो? नियामक प्रोटीन इन्जाइम अणु, जसद्वारा आफ्नो सक्रियता गर्न मर्ज छ। उदाहरणका लागि, adenylate cyclase इन्जाइम सेल झिल्ली को भित्री सतह मा स्थित र हर्मोन रिसेप्टर र यो र इन्जाइम बीच disposed को पेप्टाइड जस्ता संरचना अन्तरक्रिया सक्छ। परिणामस्वरूप मिश्रित हर्मोन रिसेप्टर यसको प्रोटिन मध्यवर्ती स्थानिक पुष्टि परिवर्तन भएकोले, जैव रसायन मा cyclase adenylate को catalytic गुण बढाने को यो विधि "सक्रियता कारण अभिवृद्धि नियामक प्रोटीन" भनिएको छ।

Protomers र जैव रसायन आफ्नो भूमिका

अन्यथा प्रोटिन kinases को रूप मा भनिन्छ पदार्थ को यो समूह, यो एनायन PO ₄ ^3- gidroksogrupp एमिनो एसिड एक पेप्टाइड macromolecule स्वामित्वको को स्थानान्तरण बढाउने। tetramer दुई catalytic र दुई नियामक subunits र पेप्टाइड बनेको छ रूपमा लामो protomer लागि नियामक क्षेत्र चार शिविर अणु संलग्न रूपमा उत्प्रेरक रूपमा काम गर्दैन - इन्जाइमहरु protomers को गतिविधि को विनियमन प्रोटिन kinase ए यो अणु उदाहरणको रूपमा हामीलाई छलफल गरिनेछ। यो दुई catalytic सक्रिय प्रोटिन कणहरु, अर्थात् dissociation protomers को जारी गर्न जान्छ जो स्थानिक नियामक प्रोटीन को, संरचना को परिवर्तन गराउँछ। शिविर अणु को नियामक subunits अलग भने, प्रोटिन kinase निष्क्रिय जटिल फेरि एक tetramer गर्न, हुन्छ रूपमा संघ catalytic र नियामक पेप्टाइड कणहरु पुनःस्थापित। यसरी, इन्जाइम गतिविधि को नियम माथि छलफल बाटो आफ्नो उल्टाउन प्रकृति प्रदान गर्नुहोस्।

इन्जाइम गतिविधिको रासायनिक विनियमन

जैव रसायन र इन्जाइम गतिविधि, phosphorylation, dephosphorylation को विनियमन यी तंत्र अध्ययन। यस मामला मा इन्जाइम गतिविधिको विनियमन को संयन्त्र निम्न फारम छ: ओह समावेश इन्जाइम को एमिनो एसिड अवशेष ^{- कारणले} fosfoproteinfosfataz गर्न जोखिम आफ्नो रासायनिक परिमार्जन परिवर्तन। यस मामला मा, सुधार गर्न उत्तरदायी सक्रिय, इन्जाइम को साइट wherein केही कारण लागि इन्जाइमहरु तिनीहरूलाई सक्रिय छ र अरूको लागि - inhibitory। catalytic गुण fosfoproteinfosfataz आफूलाई बारी मा हर्मोन द्वारा नियमन छन्। उदाहरणका लागि, पशु स्टार्च - glycogen - अग्नाशयी इन्जाइम - र बोसो भोजन बीच मा तल जठरांत्रिय पर्चा मा थप ठीक glucagon को प्रभाव अन्तर्गत duodenum मा भङ्ग गर्दै छन्, वा।

यो प्रक्रिया trophic जठरांत्रिय इन्जाइमहरु को phosphorylation द्वारा परिष्कृत गरिएको छ। खाद्य duodenum मा पेट बाट प्रवेश गर्दा पाचन को सक्रिय अवधिमा, glucagon संश्लेषण परिष्कृत गरिएको छ। इन्सुलिन - Langerhans को islets को अल्फा कक्षहरू उत्पादित एक अग्नाशयी इन्जाइम, - रिसेप्टर संग, पाचन इन्जाइमहरु को नै संयन्त्र को phosphorylation सहित पारस्परिक व्यवहार गर्दछ।

आंशिक proteolysis

तपाईं देख्न सक्नुहुन्छ रूपमा, सेल मा इन्जाइम गतिविधिको विनियमन को स्तर अंतर रहन्थ्यो। को cytosol वा organelles (रक्त प्लाज्मा को जठरांत्रिय पर्चा वा मा) बाहिर छन् भनेर इन्जाइमहरु लागि, सक्रियता को विधि पेप्टाइड बन्धन सह-राजमार्ग को hydrolysis को प्रक्रिया छ। पछि यस्तो इन्जाइमहरु निष्क्रिय फारममा संश्लेषित छन् यो आवश्यक छ। अणु इन्जाइम पेप्टाइड भाग द्वारा cleaved छ र शेष सक्रिय साइट को संरचना परिमार्जनका विषय हो। यो त्यो छ, रासायनिक प्रक्रियाको पाठ्यक्रम प्रभावित गर्न सक्षम छ, इन्जाइम "काम गरिरहेको अवस्था समावेश" भन्ने तथ्यलाई तिर जान्छ। उदाहरणका लागि, निष्क्रिय इन्जाइम अग्नाशयी छैन duodenum प्रवेश cleaves प्रोटीन खाद्य trypsinogen। यो enteropeptidase proteolysis को कार्य अन्तर्गत ठाउँ लिन्छ। जो पछि इन्जाइम सक्रिय र अब trypsin भनिन्छ। आंशिक proteolysis - प्रक्रिया उल्टाउन छ। यो यस्तो छ कि तल रगत clotting मा polypeptides तोड्न इन्जाइमहरु को सक्रियता रूपमा अवस्थामा हुन्छ।

सेल चयापचय मा सुरु सामाग्री को एकाग्रता को भूमिका

सम्पर्क उपशीर्षक मा आंशिक हेरिएको इन्जाइम सब्सट्रेट उपलब्धता को गतिविधि को नियम "multienzyme जटिल।" धेरै चरणमा स्थान लिइरहेको catalytic प्रतिक्रिया को दर, hyaloplasm कक्षहरू वा organelles छ अत्यधिक सुरु सामाग्री को अणु संख्या निर्भर छ। यो चयापचय Pathway को गति सुरु सामाग्री को एकाग्रता सीधा समानुपातिक छ भन्ने तथ्यलाई कारण छ। ठूला reactant अणु को cytosol मा स्थित छ, सबै को पछि रासायनिक प्रतिक्रिया को गति उच्च।

allosteric विनियमन

इन्जाइमहरु जसको गतिविधि मात्र होइन तथाकथित allosteric विनियमन द्वारा विशेषता सुरु सामाग्री, अभिकर्मकों, तर पनि प्रभावोत्पादक पदार्थ को एकाग्रता, नियन्त्रित छ। यी इन्जाइमहरु को सबै भन्दा कक्ष मा चयापचय को मध्यवर्ती उत्पादनहरु प्रस्तुत गर्दै हुनुहुन्छ। कारण effectors र इन्जाइम गतिविधि को नियम कार्यान्वयन। जैव रसायन उनि आफ्नो homeostasis परिवर्तनको एउटा अत्यन्तै उच्च संवेदनशीलता छ रूपमा यी यौगिकों, allosteric इन्जाइमहरु भनिन्छ, कक्षहरूको चयापचय लागि धेरै महत्त्वपूर्ण छन् भनेर देखाउनुभयो। इन्जाइम रासायनिक प्रतिक्रिया लाइ रोक्छ भने, अर्थात् यो आफ्नो गति कम - यो नकारात्मक प्रभावोत्पादक (गर्नेवाला) भनिन्छ। सकारात्मक प्रभावोत्पादक - विपरीत मामला मा, त्यहाँ प्रतिक्रिया दर मा वृद्धि हुँदा, यो प्रवर्तक गर्न आउँछ। प्रायजसो सुरु सामाग्री, रासायनिक अन्तरक्रियामा मा प्रवेश अर्थात् यस reactants भूमिका activators खेल्छन्। निस्सन्देह, multistage प्रतिक्रिया द्वारा गठन उत्पादनहरु inhibitors रूपमा व्यवहार। reactants र उत्पादनहरूको एकाग्रता को सम्बन्ध मा निर्माण विनियमन यस प्रकारको, heterotrophic भनिन्छ।