การชักนำให้เกิดพอดี

การชักนำให้เกิดพอดี- ทฤษฎีนี้ย้อนกลับไปที่ Koshland และสอดคล้องกับส่วนขยายของหลักการล็อคกุญแจซึ่งขึ้นอยู่กับความถูกต้องของความพอดีของโครงสร้างทางกายวิภาค Induced-fit หมายถึงเอนไซม์เช่นไคเนสที่เปลี่ยนรูปแบบให้กลายเป็นเอนไซม์ - ลิแกนด์ที่ซับซ้อน ในกรณีของความบกพร่องของเอนไซม์หลักการเหนี่ยวนำให้พอดีอาจได้รับผลกระทบจากความผิดปกติ

Induced Fit คืออะไร?

กระบวนการหลายอย่างในร่างกายทำงานบนหลักการล็อคกุญแจหรือถุงมือในมือ ตัวอย่างเช่นใช้กับการเชื่อมต่อที่ชัดเจน หัวข้อต่อจะติดอยู่ในซ็อกเก็ตข้อต่อเหมือนกุญแจในตัวล็อคหรือมือในถุงมือ ประตูจะเปิดเมื่อกุญแจอยู่ในล็อคเท่านั้น ในบริบทเดียวกันฟังก์ชั่นบางอย่างของร่างกายจะเปิดเมื่อโครงสร้างตรงตามความแม่นยำเท่านั้น

Induced-fit เป็นรูปแบบพิเศษของหลักการล็อคกุญแจ นี่เป็นทฤษฎีสำหรับการก่อตัวของโปรตีน - ลิแกนด์คอมเพล็กซ์ตัวอย่างเช่นเอนไซม์ - สารตั้งต้นที่ซับซ้อนในบริบทของปฏิกิริยาที่เร่งปฏิกิริยาด้วยเอนไซม์

Daniel E. Koshland ถือเป็นคนแรกที่อธิบายทฤษฎีและตั้งสมมติฐานครั้งแรกในปีพ. ศ. 2501 ซึ่งแตกต่างจากหลักการล็อคกุญแจทฤษฎีแบบเหนี่ยวนำพอดีไม่ถือว่าโครงสร้างคงที่สองแบบ ในกรณีของโปรตีน - ลิแกนด์คอมเพล็กซ์โดยเฉพาะอย่างยิ่งการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของโปรตีนที่เกี่ยวข้องควรทำให้สามารถสร้างคอมเพล็กซ์ได้ ลิแกนด์และโปรตีนหรือเอนไซม์ค่อนข้าง Koshland มองว่าเป็นพลวัตและพูดถึงปฏิสัมพันธ์ที่ย้ายทั้งคู่ไปสู่การเปลี่ยนแปลงรูปแบบเพื่อประโยชน์ในการก่อตัวที่ซับซ้อน

ฟังก์ชันและงาน

มีความจำเพาะในการจับระหว่างเอนไซม์และสารตั้งต้น ความจำเพาะของการผูกนี้แสดงถึงหลักการล็อคกุญแจ เอนไซม์แต่ละตัวมีศูนย์กลางที่ใช้งานอยู่ สำหรับการก่อตัวที่ซับซ้อนด้วยลิแกนด์ศูนย์นี้มีรูปร่างที่แม่นยำในลักษณะที่เกือบจะพอดีกับรูปร่างเชิงพื้นที่ของวัสดุพิมพ์ที่ต้องการ

อย่างไรก็ตามในกรณีของเอนไซม์หลายชนิดศูนย์กลางที่ใช้งานอยู่ในแต่ละกรณีจะอยู่ในรูปแบบที่ไม่แม่นยำนักตราบเท่าที่ไม่ถูกผูกไว้กับสารตั้งต้น การสังเกตนี้ดูเหมือนจะขัดแย้งกับหลักการล็อคและคีย์เนื่องจากเอนไซม์และลิแกนด์ของพวกมันในตอนแรกดูเหมือนจะปรับรูปร่างของมัน

ทันทีที่เอนไซม์ยึดตัวเองกับลิแกนด์ปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุลจะถูกสร้างขึ้น ปฏิสัมพันธ์เหล่านี้ในระดับระหว่างโมเลกุลนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของเอนไซม์ โครงสร้างเป็นที่เข้าใจกันว่าหมายถึงการจัดเรียงที่เป็นไปได้ต่างๆของอะตอมแต่ละตัวในโมเลกุลซึ่งเป็นผลมาจากการหมุนรอบแกนอย่างง่าย การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของเอนไซม์สอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงในการจัดเรียงเชิงพื้นที่ของโมเลกุลของพวกมันและเปิดใช้งานการสร้างคอมเพล็กซ์สารตั้งต้นของเอนไซม์เท่านั้น

เฮกโซไคเนสเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์ตัวอย่างเช่นขั้นตอนแรกของไกลโคไลซิส ทันทีที่เอนไซม์เหล่านี้สัมผัสกับน้ำตาลกลูโคสของสารตั้งต้นจะสังเกตเห็นความพอดีที่เกิดขึ้นในแง่ของการก่อตัวของ "ความพอดีที่เกิดขึ้น" เอนไซม์ hexokinase phosphorylates ลิแกนด์กลูโคสโดยการบริโภค ATP เพื่อสร้างกลูโคส -6- ฟอสเฟต

โครงสร้างของน้ำมีลักษณะคล้ายกับภายในกลุ่มแอลกอฮอล์ของอะตอม C6 ซึ่งเอนไซม์ฟอสโฟรีเลตระหว่างปฏิกิริยา เนื่องจากมีขนาดเล็กโมเลกุลของน้ำจึงสามารถยึดติดกับศูนย์กลางที่ใช้งานของเอนไซม์ได้ดังนั้นจึงเกิดการไฮโดรไลซิสของ ATP อย่างไรก็ตามความพอดีที่เหนี่ยวนำช่วยให้เฮกโซไคเนสเร่งปฏิกิริยาการเปลี่ยนน้ำตาลกลูโคสที่มีความจำเพาะสูงดังนั้นการไฮโดรไลซิสของ ATP จะต้องเกิดขึ้นในระดับเล็กน้อย ด้วยกลไกเหนี่ยวนำให้พอดีความจำเพาะของวัสดุพิมพ์จะเพิ่มขึ้น

หลักการภายในสิ่งมีชีวิตของมนุษย์สามารถสังเกตได้โดยเฉพาะในกรณีของไคเนส การปรับตัวที่เกิดขึ้นใช้ไม่ได้กับคอมเพล็กซ์ตัวรับลิแกนด์ทุกตัวเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของทั้งคู่เป็นข้อ จำกัด ตามธรรมชาติในหลาย ๆ กรณี

ความเจ็บป่วยและความเจ็บป่วย

หลักการเหนี่ยวนำพอดีถูกรบกวนในกรณีที่มีข้อบกพร่องของเอนไซม์ที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่นในฟีนิลคีโตนูเรียเอนไซม์ถูก จำกัด กิจกรรมหรือล้มเหลวอย่างสมบูรณ์ โดยปกติจะเกิดจากความบกพร่องทางพันธุกรรม ในฟีนิลคีโตนูเรียเอนไซม์ฟีนิลอะลานีนไฮดรอกซิเลสมีข้อบกพร่อง ฟีนิลอะลานีนจะไม่เปลี่ยนเป็นไทโรซีนอีกต่อไปและสะสมตามนั้น สารพิษต่อระบบประสาทเกิดขึ้นดังนั้นนอกจากความพิการทางจิตแล้วผู้ป่วยยังมีแนวโน้มที่จะเป็นตะคริว ความบกพร่องของเอนไซม์มักเกิดจากพันธุกรรมและเกิดจากลำดับกรดอะมิโนที่เข้ารหัสไม่ถูกต้องในดีเอ็นเอ

โรคเกี่ยวกับการเผาผลาญที่เกิดจากความบกพร่องของเอนไซม์และหลักการเหนี่ยวนำที่ถูกรบกวนดังกล่าวเรียกว่า enzymopathies มีข้อบกพร่องของ Pyruvate kinase ตัวอย่างเช่นในยีน PKLR ที่เข้ารหัสไม่ถูกต้อง ยีนนี้ตั้งอยู่บนยีนโลคัส 1q22 ของโครโมโซม 1 เป็นที่ทราบกันดีว่าการกลายพันธุ์ต่างๆของอัลลีล PKLR ของไพรูเวทไคเนสซึ่งแสดงเป็นข้อบกพร่องในรูปแบบ R

โรค Hers เรียกอีกครั้งว่า glycogenosis type VI และอยู่ในกลุ่มของโรคที่เก็บไกลโคเจน มันเป็นความผิดปกติของการเผาผลาญแบบถอยอัตโนมัติหรือ X-linked เนื่องจากความบกพร่องของเอนไซม์ อย่างแม่นยำยิ่งขึ้นสาเหตุอยู่ในข้อบกพร่องของเอนไซม์ที่แตกต่างกันในระบบฟอสโฟรีเลสไคเนสภายในตับและกล้ามเนื้อ ในบริบทนี้เช่นข้อบกพร่อง X-linked phosphorylase-b-kinase ในตับข้อบกพร่องของตับ phosphorylase ของการสืบทอด autosomal recessive และความล้มเหลวรวมของ phosphorylase-b-kinase ภายในตับและกล้ามเนื้อ

ในการเชื่อมต่อกับตับฟอสโฟรีเลสการกลายพันธุ์เชิงสาเหตุได้รับการแปลในยีน PYGL ดังนั้นจึงอยู่ในโครโมโซม 14q21 ถึง q22 การขาด phosphorylase ของกล้ามเนื้อตับรวมกันนั้นเชื่อมโยงกับการกลายพันธุ์ในยีน PHKB ที่ locus 16q12-q13 การกลายพันธุ์ที่เป็นสาเหตุในยีน PHKA2 บน locus Xp22.2-p22.1 ถูกระบุสำหรับข้อบกพร่อง X-linked ในตับ phosphorylase kinase ไกลโคเจนอื่น ๆ ยังสามารถยกเลิกเอฟเฟกต์ความพอดีที่เกิดขึ้นของไคเนสที่สอดคล้องกันหรือทำให้ยากขึ้น