L'attivazione dello zimogeno mediante proteolisi parziale è un esempio di:
Modificazione allosterica
Induzione enzimatica
Repressione enzimatica
Modificazione covalente
Ris. D. Modifica covalente Regolazione dell'attività enzimatica: -A. Siti di legame allosterico: -1. Gli enzimi allosterici sono regolati da molecole chiamate effettori (chiamati anche modificatori) che si legano in modo non covalente a un sito diverso dal sito attivo. Questi enzimi sono solitamente composti da più subunità e il sito regolatorio che lega l'effettore può essere localizzato su una subunità che non è di per sé catalitica.2. La presenza di un effettore allosterico può alterare l'affinità dell'enzima per il suo substrato, o modificare l'attività catalitica massima dell'enzima, o entrambi. Gli effettori che inibiscono l’attività enzimatica sono detti effettori negativi, mentre quelli che aumentano l’attività enzimatica sono detti effettori positivi. Gli enzimi allosterici spesso catalizzano la fase impegnata nelle prime fasi di un percorso.3. Effettori omotropici: quando il substrato stesso funge da effettore, l'effetto si dice omotropico. Molto spesso, un substrato allosterico funziona come un effettore positivo. In tal caso, la presenza di una molecola di substrato in un sito dell'enzima migliora le proprietà catalitiche degli altri siti di legame del substrato, ovvero i loro siti di legame mostrano cooperatività.4. Questi enzimi mostrano una curva sigmoidale quando la velocità di reazione (vo) viene tracciata rispetto alla concentrazione del substrato (). Ciò contrasta con la curva iperbolica caratteristica degli enzimi che seguono la cinetica di Michaelis-Menten, come discusso in precedenza. Gli effettori positivi e negativi degli enzimi allosterici possono influenzare sia il Vmax che il Km, o entrambi.5. Effettori eterotropi: l'effettore può essere diverso dal substrato, nel qual caso l'effetto si dice che sia eterotropico. L'enzima che converte D in E ha un sito allosterico che lega il prodotto finale, G. Se la concentrazione di G aumenta (ad esempio perché non viene utilizzato così rapidamente come viene sintetizzato), il primo passaggio irreversibile unico nel percorso è tipicamente inibito.6. L'inibizione del feedback fornisce alla cellula un prodotto di cui ha bisogno regolando il flusso delle molecole del substrato attraverso il percorso che sintetizza quel prodotto. Si riscontrano comunemente effettori eterotropi, ad esempio l'enzima glicolitico fosfofruttochinasi-1 è inibito allostericamente dal citrato, che non è un substrato per l'enzima.B. Regolazione degli enzimi mediante modificazione covalente: -1. Molti enzimi possono essere regolati mediante modificazioni covalenti, più frequentemente mediante l'aggiunta o la rimozione di gruppi fosfato da specifici residui di serina, treonina o tirosina dell'enzima. La fosforilazione delle proteine ​​è riconosciuta come uno dei modi principali con cui vengono regolati i processi cellulari.2. Fosforilazione e defosforilazione: le reazioni di fosforilazione sono catalizzate da una famiglia di enzimi chiamati proteina chinasi che utilizzano l'adenosina trifosfato (ATP) come donatore di fosfato. I gruppi fosfato vengono scissi dagli enzimi fosforilati mediante l'azione delle fosfoproteine ​​​​fosfatasi.3. Per alcuni enzimi, un precursore inattivo chiamato zimogeno viene scisso per formare l'enzima attivo. Molti enzimi proteolitici (proteasi) dello stomaco e del pancreas sono regolati in questo modo. La chimotripsina e la tripsina vengono inizialmente sintetizzate come chimotripsinogeno e tripsinogeno. La scissione specifica provoca cambiamenti conformazionali che espongono il sito attivo dell'enzima.C. Induzione e repressione della sintesi enzimatica: -1. I meccanismi regolatori sopra descritti modificano l'attività delle molecole enzimatiche esistenti. Tuttavia, le cellule possono anche regolare la quantità di enzimi presenti, solitamente alterando la velocità della sintesi enzimatica. L'aumento (induzione) o la diminuzione (repressione) della sintesi enzimatica porta ad un'alterazione della popolazione totale dei siti attivi. Gli enzimi soggetti alla regolazione della sintesi sono spesso quelli necessari solo in uno stadio di sviluppo o in condizioni fisiologiche selezionate.2. Ad esempio, livelli elevati di insulina dovuti a livelli elevati di glucosio nel sangue causano un aumento della sintesi di enzimi chiave coinvolti nel metabolismo del glucosio. Al contrario, gli enzimi che vengono utilizzati costantemente di solito non vengono regolati alterando la velocità della sintesi enzimatica.3. Le alterazioni dei livelli enzimatici come risultato dell'induzione o della repressione della sintesi proteica sono lente (da ore a giorni), rispetto ai cambiamenti regolati allostericamente nell'attività enzimatica, che si verificano in pochi secondi o minuti.
Enzyme Kinetics