Allosterinis slopinimas (nekonkurencinis slopinimas)

Viduje alosterinis slopinimas arba nekonkurencinis slopinimas Inhibitoriai jungiasi prie allosterinio fermento centro ir tokiu būdu sumažina jo aktyvumą. Pririšimas lemia konformacijos pasikeitimą, kuris iš dalies arba visiškai blokuoja fermento funkcijas. Allosterinis slopinimas yra laikomas vėžio terapija.

Kas yra alosterinis slopinimas?

Medicinoje slopinimas yra biologinių procesų sulėtėjimas, uždelsimas ar užsikimšimas. Dėl slopinimo veiksmas gali sustoti. Biochemijoje slopinimas paprastai atitinka fermento slopinimą. Šis slopinimo būdas gali būti konkurencinis arba nekonkurencinis. Nekonkuruojantis slopinimas taip pat vadinamas allosteriniu slopinimu.

Taikant šio tipo slopinimą, siekiama surišti inhibitorius už slopinamų procesų aktyviųjų centrų ribų. Naudojami inhibitoriai ir jų jungtys daro neigiamą poveikį procese dalyvaujančio fermento funkcijai. Naudojami inhibitoriai taip pat vadinami allosteriniais efektoriais ir, skirtingai nei konkuruojantis fermentų slopinimas, jie nesikaupia aktyviojo proceso centre, bet kitose atitinkamo fermento vietose. Jie yra allosteriniame fermento centre ir tokiu būdu keičia jo struktūrą. Dėl tokio struktūros pokyčio fermentui neįmanoma surišti substrato su aktyvia vieta arba bent jau apsunkina.

Funkcija ir užduotis

Fermentai yra būtini kiekvieno organizmo komponentai. Pačios organizmo medžiagos dalyvauja visuose metaboliniuose procesuose ir katalizuoja didžiąją dalį biocheminių reakcijų. Kūno ląstelėms reikia tam tikrų mechanizmų, leidžiančių reguliuoti fermentinius procesus, kad būtų galima paveikti specifinį fermentų aktyvumą.

Fermentai dažnai aktyvuojami modifikuojant ir jų veikla reguliuojama. Pririšimas prie tam tikrų medžiagų taip pat gali turėti įtakos reguliuojant fermentų veiklą. Rišančiosios medžiagos taip pat vadinamos efektoriais, kurie, atsižvelgiant į jų poveikį fermentui, yra vadinami arba aktyvatoriais, arba inhibitoriais. Aktyvatoriai padidina fermentinį aktyvumą ir skatina su tuo susijusią reakciją. Inhibitoriai mažina fermentinį aktyvumą ir slopina atitinkamas reakcijas.

Inhibitoriai, esantys aktyviame fermento centre, sukelia vadinamąjį konkurencinį slopinimą ir užima aktyviojo centro rišamąsias vietas. Nekonkurencinio slopinimo atveju inhibitorius jungiasi prie tam tikro fermento alosterinio centro ir tokiu būdu sukelia struktūrinius aktyviojo centro pokyčius. Dėl šių procesų fermentas iš dalies arba visiškai praranda savo funkciją. Grįžtamojo ryšio slopinimas arba galutinio produkto slopinimas yra ypatinga šio tipo slopinimo forma. Sintetinių grandinių produktas allosteriškai slopina sintezėje dalyvaujantį fermentą.

Visų tipų allosterinį slopinimą galima pakeisti. Šis procesas atitinka aliostrinių efektorių pašalinimą. Bet koks nekonkurencinis slopinimas grindžiamas inhibitoriaus I prisijungimu prie allosterinio fermento E centro. Šis surišimas neturi įtakos substrato surišimui. Inhibitorius gali jungtis ne tik prie laisvojo fermento, bet ir prie jo fermento-substrato komplekso, nes jis neprivalo jungtis fermento jungiamojoje dalyje. Atitinkamas substratas taip pat reaguoja analogiškai su fermento inhibitoriaus kompleksu. Tačiau susidaręs fermento inhibitoriaus ir substrato kompleksas gauto produkto neskaido. Atskirais nekonkurencinio slopinimo atvejais specifinis inhibitorių elgesys gali daugiau ar mažiau nukrypti nuo įprasto atvejo.

Ligos ir negalavimai

Fermentinių procesų slopinimas yra gyvybiškai svarbus žmogaus kūno reguliavimo tipas. Juos gali sutrikdyti, pavyzdžiui, genetiniai defektai, ypač mutacijos. Tokios mutacijos gali paveikti įvairius žmogaus kūno statybinius blokus, kurie vaidina fermentų slopinimą. Neapsaugojimo pasekmės gali būti įvairios.

Padidėjęs šlapimo rūgšties kiekis, pavyzdžiui, gali būti susijęs su fermentų slopinimo sutrikimais. Jei šlapimo rūgšties koncentracija kraujyje padidėja, o jos nepakanka - išsiskiria su šlapimu, druskos nusėda sąnariuose ir tokiu būdu gali skatinti podagraus mazgelių susidarymą. Šlapimo rūgšties kristalai sukelia uždegimines reakcijas vidinėje sąnarių odoje, nes jie yra susiję su ūminiu podagros priepuoliu. Padidėjęs šlapimo rūgšties kiekis gali atsirasti dėl alosterinio slopinimo trūkumo, dėl kurio padidėja vadinamųjų purino nukleotidų biosintezė.

Alosteriniai slopinimai ne tik sudaro įvairių ligų pagrindą, bet ir dabar juos medicina naudoja terapiniais tikslais. Allosterinis BCR-ABL slopinimas yra, pavyzdžiui, dabartinis chromosomų teigiamos leukemijos terapinis principas. Šiuolaikinė medicina taip pat naudoja alosterinio slopinimo principą kitose vėžio terapijos srityse. Šiuo metu mokslininkai vėžio tyrimų srityje ieško inhibitorių. Šiame kontekste JAV tyrimų grupės atrado, pavyzdžiui, Ral baltymus, kurie, atrodo, ypač domina vėžio tyrimus. Tačiau dar negalima kalbėti apie vartojamą narkotiką. Nepaisant to, allosterinis, nekonkurencinis slopinimas yra sritis, kuri padės formuoti vėžio terapijos ateitį.