Cooperativity

Så vi kommer att prata om kooperativ bindning som är ett mycket intressant ämne när vi diskuterar enzymkinetik, men låt oss först se över idén att vi kan dela upp enzymkatalysen i två steg, först bindningen av substratet, enzymet, och sedan bildandet av produkten, och med hjälp av denna idé kan vi härleda michaelis-menten ekvationen som är mycket användbar för att kvantitativt titta på enzymkinetik kom också ihåg att när du ökar substratkoncentrationen kommer hastigheten på produktbildningen att plana ut vid sitt maximala värde som visas på denna graf nu det första som jag vill prata om är att vissa proteiner kan binda mer än ett substrat och inte alla enzymer har bara en aktiv plats så E Plus s kan bilda es genom vad som kallas reaktion 1 men vissa enzymer kan reagera med en annan substratmolekyl för att bilda es 2 genom vad jag har kallat reaktion 2 och återigen för att bilda es 3 genom reaktion 3 och så vidare. Nu kan dessa enzymer bilda en produkt i vilket skede som helst av processen, oavsett hur många substratmolekyler som är bundna. Nu kan man förvänta sig att reaktionshastigheten för reaktion 1 är snabbare än reaktionshastigheten för reaktion 2. Om vi tittar på exemplet med ett enzym med tre substratbindningsställen finns det tre tomma ställen som är tillgängliga för substratet genom reaktion 1 och endast två som är tillgängliga för reaktion 2. Man kan alltså förvänta sig att reaktionshastighet 1 är snabbare, och på liknande sätt att reaktionshastighet 2 skulle vara snabbare än reaktionshastighet 3 av samma anledning. och idén är att den aktiva platsens mättnad inte ökar linjärt med substratkoncentrationen nu förstår jag att det kan vara en munsbit så låt oss titta på det grafiskt men vi ska också visa ett undantag från denna regel så i denna första graf har jag plottat substratkoncentrationen mot enzymets procentuella mättnad och som du kan se så planar kurvan ut när substratbindningsställena blir upptagna så blir det svårt att hitta fler substratmolekyler eftersom det är fler substratmolekyler som är bundna nästa kommer jag att rita en annan kurva som du också kan se i vissa enzymer och det är där substratbindning sker snabbare när bindningsställena blir upptagna substratbindning förändrar substrataffiniteten och vi kallar detta för kooperativitet nu när det gäller kooperativitet kan vi definiera tre nya idéer positivt kooperativ bindning inträffar när substratbindning ökar enzymets affinitet för ett efterföljande substrat negativt kooperativ bindning inträffar när substratbindning minskar enzymets affinitet för efterföljande substrat mer än vad du normalt skulle förvänta dig och icke-kooperativ bindning är samma sak som det första exemplet där substratbindning inte påverkar enzymets affinitet för substratmolekyler. Låt oss titta på detta grafiskt om vi har ett protein med, låt oss säga, fem bindningsställen och plottar fraktionen som är upptagen mot substratkoncentrationen skulle vi få tre möjliga kurvor den gröna kurvan, som har en sigmoidform, skulle representera ett enzym med positiv kooperativitet den blå kurvan, som har en hyperbolisk form, skulle representera ett enzym med icke-kooperativitet.kooperativ bindning och den röda kurvan skulle snarare vara ett enzym med negativt kooperativ bindning nu kom ihåg att effekterna av kooperativitet ses först efter att något substrat redan har bundits vilket är anledningen till att skillnaden i den upptagna fraktionen mellan de tre kurvorna är mycket mindre det är mindre värden som den 1/5 som jag har visat här än det är vid de högre värdena så låt oss titta på ett specifikt exempel på ett par proteiner så hemoglobin eller HB är den syrebärande molekylen som du hittar i mänskligt blod och den kan binda upp till totalt fyra syremolekyler och den uppvisar positivt kooperativ bindning myoglobin å andra sidan. som är den syrebärande molekyl som finns i muskelvävnad kan bara binda en syremolekyl totalt och eftersom den bara kan binda en måste den uppvisa icke kooperativ bindning eftersom det inte finns något efterföljande substrat att tala om. Om vi nu gör en graf där vi plottar fraktionen av aktiva platser som är bundna i var och en av dessa protein mot trycket av syre kom ihåg att syre är vårt substrat här och eftersom det är en gas kommer vi att använda tryck istället för koncentration så kan du se att den röda sigmoidkurvan associerad med hemoglobins positiva kooperativa bindning ser annorlunda ut än den blå hyperboliska kurvan associerad med myoglobins icke-operativa bindning.Vad lärde vi oss? Först lärde vi oss att vissa proteiner kan binda mer än en substratekvivalent och sedan lärde vi oss att det finns tre olika typer av kooperativitet, positiv negativ och icke kooperativ. Slutligen lärde vi oss om proteiner som uppvisar två olika typer av kooperativitet, vilket var de syrebindande molekylerna hemoglobin och myoglobin.

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.