Regulatie van enzymen
Inleiding
Regulatie van enzymactiviteit is enorm belangrijk
o Enzymen mogen pas functioneel zijn op de juiste momenten
Juiste tijdstip, juiste locatie en de juiste omstandigheden
Regulatie van enzymactiviteit
Substraat niveau controle
Regulatie via directe interactie van de substraten en producten met katalyserend enzym
o Hoe meer substraat, hoe sneller de enzymatische reactie
o Hoe meer producten, hoe meer kans op contactinhibitie → vertraging van reactie
Regulatie door effectoren
Enzym-substraat affiniteit kan veranderen door binding van effectoren aan enzym
o Bindingen gebeuren vaak elders dan substraatbinding
→ verandering van enzymactiviteit zal optreden
Positieve effector geeft activatie enzymactiviteit
Negatieve effector geeft inhibitie enzymactiviteit
Commited step terug te vinden in een metabole pathway
o Stap waarbij producten van de reactie uitsluitend bestemd zijn voor synthese van
uiteindelijke eindproducten van de metabole pathway
o Enzymen die deze stap katalyseren worden vaak gereguleerd door effectoren
Feedback controle mogelijk door effectoren
o Zal gebeuren door positieve en negatieve effectoren
Eindproduct van pathway 1 heeft een
effect op pathway naar eindproduct 2
Eindproduct van pathway 2 kan zijn
eigen pathway inhiberen
, Allosterische regulatie
Controle van enzymatische activiteit door een niet-covalente modificatie door binding van
effector op het enzyme elders dan de substraatbindingsplaats
o Effect van allosterie wordt overgedragen naar actief centrum door
conformatieverandering
Negatieve effector verlaagt activiteit van enzyme, positieve verhoogt deze
Meerdere bindingsplaatsen voor effectoren en substraten
o Indien 2 eiwitketens die dezelfde zijn = homodimeer
2 samenwerkende substraatbindingsplaatsen en conformationele
veranderingen van hun actieve sites na gebonden effector
Indien substraat de effector is die conformatieveranderingen van enzyme geeft
→ geen bidningen aan allosterische plaats = homoallosterie (of coöperativiteit)
Bv: Aspartaat transcarbamoylase (ATCase)
Katalytische subeenheid bestaat uit 2 trimeren
2 domeinen terug te vinden
o Aspartaat binding
o Carbamoylfosfaat binding
Regulatorisch subeenheid bestaat uit 3 dimeren
2 domeinen terug te vinden
o Zink domein
o Allosterisch domein
ATP/CTP bindingsplaats
ATP
Activatie wordt bepaald door de verhouding
CTP
CTP heeft zeer verschillende structuur dan die van de substraten van het
enzyme, dus zal niet kunnen binden aan hun katalytische site
Toch een negatief allosterische effector
→ snelheid in vorming carbamoylasparaat zal dalen bij een hogere
concentratie van CTP
o ATP is een positief allosterische effector en zal de snelheid in vorming van
carbamoylasparaat versnellen → meer CTP aangemaakt
Inleiding
Regulatie van enzymactiviteit is enorm belangrijk
o Enzymen mogen pas functioneel zijn op de juiste momenten
Juiste tijdstip, juiste locatie en de juiste omstandigheden
Regulatie van enzymactiviteit
Substraat niveau controle
Regulatie via directe interactie van de substraten en producten met katalyserend enzym
o Hoe meer substraat, hoe sneller de enzymatische reactie
o Hoe meer producten, hoe meer kans op contactinhibitie → vertraging van reactie
Regulatie door effectoren
Enzym-substraat affiniteit kan veranderen door binding van effectoren aan enzym
o Bindingen gebeuren vaak elders dan substraatbinding
→ verandering van enzymactiviteit zal optreden
Positieve effector geeft activatie enzymactiviteit
Negatieve effector geeft inhibitie enzymactiviteit
Commited step terug te vinden in een metabole pathway
o Stap waarbij producten van de reactie uitsluitend bestemd zijn voor synthese van
uiteindelijke eindproducten van de metabole pathway
o Enzymen die deze stap katalyseren worden vaak gereguleerd door effectoren
Feedback controle mogelijk door effectoren
o Zal gebeuren door positieve en negatieve effectoren
Eindproduct van pathway 1 heeft een
effect op pathway naar eindproduct 2
Eindproduct van pathway 2 kan zijn
eigen pathway inhiberen
, Allosterische regulatie
Controle van enzymatische activiteit door een niet-covalente modificatie door binding van
effector op het enzyme elders dan de substraatbindingsplaats
o Effect van allosterie wordt overgedragen naar actief centrum door
conformatieverandering
Negatieve effector verlaagt activiteit van enzyme, positieve verhoogt deze
Meerdere bindingsplaatsen voor effectoren en substraten
o Indien 2 eiwitketens die dezelfde zijn = homodimeer
2 samenwerkende substraatbindingsplaatsen en conformationele
veranderingen van hun actieve sites na gebonden effector
Indien substraat de effector is die conformatieveranderingen van enzyme geeft
→ geen bidningen aan allosterische plaats = homoallosterie (of coöperativiteit)
Bv: Aspartaat transcarbamoylase (ATCase)
Katalytische subeenheid bestaat uit 2 trimeren
2 domeinen terug te vinden
o Aspartaat binding
o Carbamoylfosfaat binding
Regulatorisch subeenheid bestaat uit 3 dimeren
2 domeinen terug te vinden
o Zink domein
o Allosterisch domein
ATP/CTP bindingsplaats
ATP
Activatie wordt bepaald door de verhouding
CTP
CTP heeft zeer verschillende structuur dan die van de substraten van het
enzyme, dus zal niet kunnen binden aan hun katalytische site
Toch een negatief allosterische effector
→ snelheid in vorming carbamoylasparaat zal dalen bij een hogere
concentratie van CTP
o ATP is een positief allosterische effector en zal de snelheid in vorming van
carbamoylasparaat versnellen → meer CTP aangemaakt
