בעיכוב אלוסטרי, או בעיכוב לא תחרותי, מעכבים נקשרים למרכז האלוסטרי של אנזים, ובכך מפחיתים את פעילותו. הקישור מביא לשינוי קונפורמציה החוסם באופן חלקי או לחלוטין את תפקוד האנזים. עיכוב אלוסטרי נשקל לטיפול ב סרטן.
מהי עיכוב אלוסטרי?
בעיכוב אלוסטרי, מעכבים נקשרים למרכז האלוסטרי של אנזים, ובכך מפחיתים את פעילותו. עיכוב או עיכוב ברפואה מתייחס להאטה, עיכוב או חסימה של תהליכים ביולוגיים. הפעולה יכולה לפיכך להפסיק כתוצאה מעיכוב. בביוכימיה, עיכוב תואם בדרך כלל לעיכוב אנזימים. סוג זה של עיכוב יכול להיות תחרותי או לא תחרותי. עיכוב לא תחרותי מכונה גם עיכוב אלוסטרי. בסוג זה של עיכוב, המטרה היא לקשור את המעכבים מחוץ לאתרים פעילים של התהליכים שיש לעכב. המעכבים המשמשים וקשירתם משפיעים לרעה על תפקודו של אנזים המעורב בתהליך. המעכבים המשמשים מכונים גם אפקטורים אלוסטוריים, ובניגוד לעיכוב תחרותי של אנזימים, אין להיצמד למרכז התהליכים הפעיל אלא לאתרים אחרים של האנזים בהתאמה. כך הם ממוקמים במרכז האלוסטרי של האנזים ובדרך זו משנים את הקונפורמציה שלו. שינוי קונפורמציה זה מקשה על האנזים או לפחות קשה לו לקשור מצע לאתר הפעיל.
פונקציה ומשימה
אנזימים הם מרכיבים חיוניים של כל אורגניזם. חומרי הגוף עצמו מעורבים בכל התהליכים המטבוליים ומזרזים את התגובות הביוכימיות ביותר. כדי לווסת תהליכים אנזימטיים, תאי הגוף דורשים מנגנונים מסוימים כדי להשפיע על הפעילות הספציפית של אנזימים. לעתים קרובות מופעלים אנזימים ופעילותם מוסדרת באמצעות שינויים. עם זאת, קשירה לחומרים מסוימים יכולה גם למלא תפקיד בוויסות פעילויות האנזים. חומרים קשורים נקראים גם אפקטורים, אשר, בהתאם להשפעתם על האנזים, מכונים גם כמפעילים או מעכבים. מפעילים מגבירים את הפעילות האנזימטית ומקדמים את התגובה הנלווית. מעכבים מקטינים את הפעילות האנזימטית ומעכבים את התגובות בהתאמה. מעכבים במקום הפעיל של האנזים מעוררים מה שמכונה עיכוב תחרותי ותופסים את אתרי הקישור של האתר הפעיל. בעיכוב לא תחרותי, מעכבים נקשרים למרכז האלוסטרי של אנזים מסוים וגורמים לשינוי מבני באתר הפעיל. האנזים מאבד מתפקודו באופן חלקי או מלא כתוצאה מתהליכים אלה. עיכוב משוב או עיכוב של מוצר קצה נחשב לצורה מיוחדת של סוג זה של עיכוב. במקרה זה, תוצר של שרשראות סינתזה מעכב באופן אלסטרואיסטי אנזים המעורב בסינתזה. ניתן להפוך את כל סוגי העיכובים האלוסטריים. תהליך זה תואם להסרת האפקטורים האלוסטוריים. כל עיכוב שאינו תחרותי מבוסס על קשירתו של המעכב I למרכז האלוסטרי של האנזים E. קשר זה אינו משפיע על קשירת המצע. המעכב יכול להיקשר לא רק לאנזים החופשי אלא גם לקומפלקס האנזים-מצע שלו, מכיוון שהוא לא צריך להיקשר בחלק הקושר של אנזים. המצע המתאים מגיב עם קומפלקס מעכב אנזים גם באופן אנלוגי. עם זאת, קומפלקס אנזים-מעכב-מצע שנוצר אינו חותך את המוצר שנוצר. במקרים בודדים של עיכוב לא תחרותי, ההתנהגות הספציפית של מעכבים עשויה לסטות פחות או יותר מהמקרה הרגיל.
מחלות והפרעות
עיכובים של תהליכים אנזימטיים הם סוג חיוני של ויסות בגוף האדם. הם יכולים להיות מופרעים, למשל, על ידי פגמים גנטיים, ולכן במיוחד על ידי מוטציות. מוטציות כאלה יכולות להשפיע על אבני בניין שונות בגוף האדם מכיוון שהן ממלאות תפקיד בעיכוב האנזים. ההשלכות של חוסר עיכוב יכולות להיות רבות. מוּרָם חומצת שתן, למשל, יכול להיות קשור להפרעות של עיכוב אנזימטי חומצת שתן ריכוז ב דם הוא מוגבה ואינו מופרש מספיק בשתן, מלחים מופקדים ב המפרקים וכך יכול לקדם את היווצרותו של שגדון גושים. ה חומצת שתן גבישים גורמים לתגובות דלקתיות בציפוי הפנימי של המפרקים, כקשורה להתקפה חריפה של שגדון. חומצת השתן המוגברת עשויה להיות כתוצאה מפגם בעיכוב האלוסטרי המקדם ביוסינתזה מוגברת של מה שנקרא נוקלאוטידים של פורין. עם זאת, עיכוב אלוסטרי לא רק מהווה בסיס למחלות שונות, אלא משמש כיום גם על ידי הרפואה למטרות טיפוליות. לדוגמא, עיכוב אלוסטרי של BCR-ABL נחשב לעיקרון טיפולי עכשווי בכרומוזום חיובי סרטן דם. הרפואה המודרנית משתמשת גם בעקרון של עיכוב אלוסטרי בתחומים אחרים של סרטן תרפיה. נכון לעכשיו, מדענים מחפשים יותר ויותר אחר מעכבים בהקשר של סרטן מחקר. בהקשר זה, קבוצות מחקר אמריקאיות גילו את ה- Ral חלבונים, למשל, שנראים כמעניינים במיוחד לחקר הסרטן. עם זאת, עדיין אין שום סימן לתרופה מבצעית. אף על פי כן, עיכוב אלוסטרי ולא תחרותי במיוחד הוא אזור שיעזור לעצב את עתיד הסרטן תרפיה.
