آنزیمهای چند-بستری
اغلب آنزیمها بر روی دو یا چند بستر عمل میکنند و سینتیک آنها غنیتر از حالت تکبستری میکائیلیس-منتن است. واکنشهای چند-بستری از طریق مکانیسمهای متمایز، متوالی یا پینگپونگ، پیش میروند که در آنها تفاوت در این است که آیا همه بسترها باید قبل از آزاد شدن هر محصولی متصل شوند یا خیر. این مکانیسمها را میتوان با الگوهایی که معادلات سرعت حالت پایدار آنها هنگام مطالعه سرعت اولیه به عنوان تابعی از هر بستر تولید میکنند، متمایز کرد.
Definition
آنزیم چند-بستری واکنشی را کاتالیز میکند که شامل دو یا چند بستر (و محصول) است؛ مکانیسم سینتیکی آن ترتیب اتصال بسترها و خروج محصولات را مشخص میکند که عمدتاً به صورت متوالی (همه بسترها قبل از آزاد شدن هر محصولی متصل میشوند) یا پینگپونگ (محصولی بین رویدادهای اتصال بستر، از طریق آنزیم اصلاحشده، آزاد میشود) طبقهبندی میشود.
Scope
این موضوع شامل طبقهبندی مکانیسمهای چند-بستری (به ویژه دو-بستری) به انواع متوالی منظم، متوالی تصادفی و پینگپونگ، معادلات سرعت حالت پایدار و الگوهای گرافیکی مورد استفاده برای تمایز آنها، و نامگذاری سیستماتیک معرفی شده برای این منظور است. این یک روش مرجع است، نه راهنمای بالینی.
Core questions
- بسترها به چه ترتیبی متصل میشوند و محصولات جدا میشوند؟
- مکانیسمهای متوالی و پینگپونگ از نظر سینتیکی چه تفاوتی دارند؟
- این مکانیسمها چگونه از دادههای سرعت اولیه متمایز میشوند؟
- شیبها و عرض از مبدأ نمودارهای دو-متقابل چه چیزی را نشان میدهند؟
Key concepts
- مکانیسمهای متوالی (کمپلکس سهتایی)
- اتصال منظم در مقابل تصادفی
- مکانیسمهای پینگپونگ (جایگزینی دوگانه)
- واسطه آنزیم جایگزینشده
- الگوهای دو-متقابل سرعت اولیه
- نامگذاری Cleland (Uni, Bi, Ter)
Key theories
- طبقهبندی Cleland برای مکانیسمهای چند-بستری
- یک نامگذاری سیستماتیک و مجموعهای از معادلات سرعت حالت پایدار که واکنشها را بر اساس تعداد بسترها و محصولات و ترتیب اتصال طبقهبندی میکند و مکانیسمهای متوالی منظم و تصادفی را از مکانیسمهای پینگپونگ متمایز میسازد.
Mechanisms
در مکانیسمهای متوالی، همه بسترها برای تشکیل یک کمپلکس مرکزی قبل از آزاد شدن هر محصولی متصل میشوند؛ اتصال ممکن است منظم، با یک توالی تعریفشده، یا تصادفی باشد. در مکانیسمهای پینگپونگ، یک یا چند محصول قبل از اتصال همه بسترها آزاد میشوند، و آنزیم بین نیمهواکنشها از طریق یک شکل اصلاحشده کووالانسی یا غیره چرخهای را طی میکند. این مکانیسمها به صورت سینتیکی با اندازهگیری سرعت اولیه در حالی که یک بستر در چندین غلظت ثابت از بستر دیگر تغییر میکند، تشخیص داده میشوند: مکانیسمهای متوالی معمولاً خانوادههایی از خطوط متقاطع را در نمودارهای دو-متقابل ایجاد میکنند، در حالی که مکانیسمهای پینگپونگ خطوط موازی را ایجاد میکنند، زیرا در مورد اخیر دو بستر با اشکال مختلف آنزیم تعامل دارند. یک نامگذاری سیستماتیک تعداد بسترها و محصولات (Uni, Bi, Ter) و ترتیب اتصال را توصیف میکند، و معادلات سرعت حالت پایدار مربوطه امکان تخصیص ثابتهای سینتیکی به مراحل خاص را فراهم میکنند.
Clinical relevance
مکانیسم یک آنزیم چند-بستری نحوه رفتار مهارکنندههای آن را نسبت به هر بستر شکل میدهد، که پیشزمینهای مرتبط برای فارماکولوژی داروهای هدفگیرنده آنزیم و تفسیر سنجشهای آنزیمی است. این موضوع این مکانیسمها و امضاهای سینتیکی آنها را به عنوان مطالب مرجع توصیف میکند و مبنایی برای تصمیمگیریهای تشخیصی یا درمانی فردی نیست.
History
اگرچه آنزیمهایی که بر روی بسترهای متعدد عمل میکنند مدتها شناخته شده بودند، اما یک رویکرد سینتیکی یکپارچه با مجموعه مقالات Cleland در سال 1963 پدیدار شد که یک نامگذاری سیستماتیک و معادلات سرعت حالت پایدار را معرفی کرد که به الگوهای سرعت اولیه اجازه میداد مکانیسمهای منظم، تصادفی و پینگپونگ را شناسایی کنند. متون جامع درسی مانند Segel بعداً روشهای تحلیلی را تثبیت کردند.
Key figures
- W. Wallace Cleland
- Irwin Segel
- Alan Fersht
Related topics
Seminal works
- cleland-1963
Frequently asked questions
- چگونه میتوان یک مکانیسم متوالی را از یک مکانیسم پینگپونگ تشخیص داد؟
- با الگوی نمودارهای دو-متقابل: تغییر یک بستر در چندین غلظت ثابت از بستر دیگر معمولاً خطوط متقاطع را برای مکانیسمهای متوالی و خطوط موازی را برای مکانیسمهای پینگپونگ ایجاد میکند.
- مکانیسم پینگپونگ چیست؟
- این یک مکانیسم جایگزینی دوگانه است که در آن آنزیم با یک بستر واکنش میدهد و یک محصول را آزاد میکند، و یک شکل آنزیم اصلاحشده را باقی میگذارد، قبل از اینکه بستر بعدی را متصل کرده و واکنش را کامل کند.