Encima alostérico

Os encimas alostéricos son encimas que cambian a súa conformación ao unirse a eles unha molécula efectora, e dito cambio provoca unha aparente variación na afinidade da unión noutro sitio de unión de ligandos (o sitio activo onde se une o substrato). Por tanto, teñen dous sitios de unión de ligandos, un sitio alostérico para a unión do efector e o sitio activo onde se une o substrato. Esta "acción a distancia" na que a unión dun ligando afecta á unión doutro nun sitio diferente da molécula, é a esencia do concepto de alosterismo. As moléculas efectoras adoitan ser pequenas moléculas e mesmo en moitos casos poden funcionar como efectores os mesmos substratos. Cando é igual ao substrato o efector chámase homotrópico, e se é distinto chámase heterotrópico.

O alosterismo xoga un importante papel en moitos procesos biolóxicos fundamentais, incluíndo entre outras cousas a sinalización celular (transdución de sinais) e a regulación do metabolismo. A maioría dos encimas alostéricos constan de varias subunidades, e inicialmente pensábase que todos serían así,, pero hoxe sabemos que tamén os hai dunha soa subunidade..

Os encimas que non están formados por dominios/subunidades asociadas mostran unha cinética que segue a ecuación de Michaelis-Menten, pero os encimas alostéricos teñen varios dominios/subunidades e mostran unha unión cooperativa. En xeral, esta cooperatividade orixina que os encimas alostéricos presenten unha dependencia da concentración dos seus substratos que segue unha función sigmoidal en sistemas positivamente cooperativos (a súa gráfica de velocidade non presenta a gráfica hiperbólica típica dos encimas que seguen a ecuación de Michaelis-Menten). Isto fai que a maioría dos encimas alostéricos varíen moito o seu rendemento catalítico en resposta a pequenos cambios na concentración do efector. As moléculas efectoras poden causar que o encima se faga máis ou menos activo ao faceren cambiar o conxunto do encima entre estados de maior afinidade (activos) e menor afinidade (inactivos). Por tanto, o efector pode ter un efecto activador ou inhibidor segundo os casos. Os sitios de unión para os efectores heterotrópicos, chamados sitios alostéricos, están normalmente separados do sitio activo pero termodinamicamente asociados a el.

Propiedades cinéticas

As propiedades cinéticas dos encimas alostéricos explícanse en termos de cambio conformacional entre un estado "tenso" de baixa actividade e baixa afinidade ou estado T, e un estado "relaxado" de alta actividade e alta afinidade ou estado R. Aínda que estas dúas formas estruturalmente diferentes do encima se demostrou que existen en varios encimas alostéricos coñecidos, o que se coñece peor son as bases moleculares da conversión entre os dous estados. Propuxéronse dous modelos principais para describir as bases do mecanismo do alosterismo dos encimas. No denominado modelo concertado de Monod, Wyman, e Changeux , considérase que a proteína ten só dous estados globais de “todo ou nada”, entanto que no denominado modelo secuencial de Koshland, Nemethy, e Filmer están permitidos varios estados globais conformacionais/enerxéticos diferentes. Recentemente, o uso combinado de técnicas físicas (por exemplo, cristalografía de raios X e SAX) e técnicas xenéticas (mutaxénese dirixida a sitio ou SDM) permitiron aos investigadores estudar con máis profundidade as bases moleculares do alosterismo. O encima de Escherichia coli aspartato carbamoiltransferase (ATCase) é un dos sistemas modelo para estudar a regulación alostérica. Porén, é irrefutable que o sistema alostérico canónico que usado para a comprensión actual do alosterismo é a hemoglobina tetramérica dos vertebrados. Isto débese en parte a que foi a primeira macromolécula biolóxica da que se resolveu a súa estrutura cristalina, grazas aos traballos de Max Perutz.

Véxase tamén

Outros artigos

• Alosterismo
• Encima
• Exositio

Ligazóns externas

• Biochemistry 6th Ed, Stryer Berg and Tymoczko