Induced-fit

Itu Induced-fit-Teori kembali ke Koshland dan sesuai dengan perpanjangan prinsip kunci-kunci, yang didasarkan pada akurasi kesesuaian struktur anatomi. Induced-fit mengacu pada enzim seperti kinase yang mengubah konformasi mereka untuk membentuk kompleks enzim-ligan. Dalam kasus kerusakan enzim, prinsip kecocokan yang diinduksi dapat dipengaruhi oleh gangguan.

Apa itu Induced Fit?

Banyak proses di dalam tubuh bekerja berdasarkan prinsip kunci-kunci atau sarung tangan. Ini berlaku, misalnya, untuk koneksi yang diartikulasikan. Kepala sendi terlibat dalam soket sendi seperti kunci di kunci atau tangan di sarung tangan. Pintu hanya terbuka jika kuncinya tepat berada di lubangnya. Dalam konteks yang sama, fungsi tubuh tertentu hanya terbuka jika struktur bertemu secara tepat.

Induced-fit adalah bentuk khusus dari prinsip key-in-lock. Ini adalah teori untuk pembentukan kompleks protein-ligan, misalnya kompleks enzim-substrat dalam konteks reaksi yang dikatalisasi oleh enzim.

Daniel E. Koshland dianggap orang pertama yang mendeskripsikan teori ini dan pertama kali mendalilkannya pada tahun 1958. Berbeda dengan prinsip kunci-kunci, teori kecocokan terinduksi tidak mengasumsikan dua struktur statis. Khususnya dalam kasus kompleks protein-ligan, perubahan konformasi dalam protein yang terlibat harus memungkinkan kompleks tersebut terbentuk. Ligan dan protein, atau lebih tepatnya enzim, Koshland dipandang sebagai dinamis dan berbicara tentang interaksi yang menggerakkan kedua pasangan ke perubahan konformasi demi pembentukan kompleks.

Fungsi & tugas

Ada kekhususan pengikatan antara enzim dan substrat. Kekhususan yang mengikat ini menyiratkan prinsip kunci-kunci. Setiap enzim memiliki pusat aktif. Untuk formasi kompleks dengan ligan, pusat ini dibentuk secara tepat sedemikian rupa sehingga hampir cocok dengan bentuk spasial substrat yang dimaksudkan.

Dalam kasus banyak enzim, bagaimanapun, pusat aktif dalam setiap kasus berada dalam bentuk yang tidak terlalu tepat selama tidak terikat pada substrat. Pengamatan ini tampaknya bertentangan dengan prinsip kunci-dan-kunci, karena enzim dan ligannya awalnya tampak menyesuaikan bentuknya.

Segera setelah enzim menempel pada ligan, interaksi antarmolekul dibuat. Interaksi ini pada tingkat antarmolekul menyebabkan perubahan konformasi enzim. Konformasi dipahami sebagai berbagai kemungkinan pengaturan atom individu dalam molekul yang dihasilkan dari rotasi sederhana di sekitar sumbu. Perubahan konformasi enzim sesuai dengan perubahan pengaturan spasial molekulnya dan hanya memungkinkan pembentukan kompleks enzim-substrat.

Heksokinase sebagai enzim yang mengkatalisasi, misalnya, langkah pertama glikolisis. Segera setelah enzim ini bersentuhan dengan glukosa substrat, kecocokan yang diinduksi dalam arti pembentukan "kecocokan yang diinduksi" dapat diamati. Enzim heksokinase memfosforilasi glukosa ligannya dengan mengonsumsi ATP untuk membentuk glukosa-6-fosfat.

Struktur air menyerupai gugus alkoholik atom C6, yang difosforilasi oleh enzim selama reaksi. Karena ukurannya yang kecil, molekul air dapat menempel pada pusat aktif enzim, sehingga dihasilkan hidrolisis ATP. Namun, induced-fit memungkinkan heksokinase untuk mengkatalisis konversi glukosa dengan spesifisitas tinggi, sehingga hidrolisis ATP harus dilakukan pada tingkat yang kecil. Dengan mekanisme induced-fit, spesifisitas media meningkat.

Prinsip dalam organisme manusia dapat diamati terutama dalam kasus kinase. Adaptasi yang diinduksi tidak berlaku untuk setiap kompleks reseptor ligan, karena perubahan konformasi dari kedua pasangan dalam banyak kasus merupakan batas alami.

Penyakit & penyakit

Prinsip induced-fit terganggu jika terjadi kerusakan enzim yang berbeda. Dalam fenilketonuria, misalnya, enzim dibatasi dalam aktivitasnya atau gagal sama sekali. Biasanya ini karena cacat genetik. Pada fenilketonuria, enzim fenilalanin hidroksilase rusak. Fenilalanin tidak lagi diubah menjadi tirosin dan terakumulasi sesuai dengan itu. Zat neurotoksik muncul, sehingga selain gangguan mental, penderita memiliki kecenderungan kram. Cacat enzim biasanya bersifat genetik dan disebabkan oleh urutan asam amino yang salah kode di DNA.

Penyakit metabolik yang disebabkan oleh cacat enzim dan prinsip induced-fit yang terganggu seperti itu dikenal sebagai enzymopathies. Cacat piruvat kinase hadir, misalnya, pada gen PKLR yang salah pengkodean. Gen ini terletak pada lokus gen 1q22 kromosom 1. Berbagai mutasi alel PKLR piruvat kinase telah diketahui, yang muncul sebagai cacat pada bentuk R.

Penyakit Hers juga disebut sebagai glikogenosis tipe VI dan termasuk dalam kelompok penyakit penyimpanan glikogen. Ini adalah gangguan metabolik resesif autosomal atau terkait-X karena cacat enzim. Lebih tepatnya, penyebabnya terletak pada kerusakan enzim yang berbeda pada sistem kinase fosforilase di dalam hati dan otot. Diketahui dalam konteks ini, misalnya, defek fosforilase-b-kinase terkait-X di hati, defek fosforilase hati dari pewarisan resesif autosomal, dan kegagalan gabungan fosforilase-b-kinase di dalam hati dan otot.

Sehubungan dengan fosforilase hati, mutasi penyebab dilokalisasi pada gen PYGL dan oleh karena itu pada kromosom 14q21 sampai q22. Defisiensi fosforilase otot hati gabungan telah dikaitkan dengan mutasi pada gen PHKB di lokus 16q12-q13. Mutasi kausal pada gen PHKA2 pada lokus Xp22.2-p22.1 diidentifikasi untuk defek terkait-X pada fosforilase kinase hati. Glikogenosis lain juga dapat membatalkan efek kecocokan yang diinduksi dari kinase yang sesuai atau membuatnya lebih sulit.