फीडबैक इनहिबिशन

फीडबैक इनहिबिशन एक नियामक क्रियाविधि है जिसमें एक उपापचयी मार्ग का अंतिम उत्पाद उस मार्ग में पहले कार्य करने वाले एंजाइम को रोकता है, आमतौर पर पहले प्रतिबद्ध चरण को। जब उत्पाद जमा हो जाता है तो अपने स्वयं के उत्पादन को कम करके, कोशिका अपशिष्ट संश्लेषण से बचती है और मेटाबोलाइट के स्तर को संतुलन में रखती है।

Definition

फीडबैक इनहिबिशन एक जैवसंश्लेषक मार्ग का विनियमन है जिसमें इसका अंतिम उत्पाद एक प्रारंभिक, प्रतिबद्ध चरण को उत्प्रेरित करने वाले एंजाइम को बांधता और रोकता है, जिससे उत्पाद के जमा होने पर मार्ग के माध्यम से प्रवाह कम हो जाता है।

Scope

यह प्रविष्टि एक नियंत्रण सिद्धांत के रूप में अंतिम-उत्पाद (नकारात्मक प्रतिक्रिया) अवरोध, प्रतिबद्ध चरणों के विशिष्ट लक्ष्यीकरण, और एलोस्टेरिक आधार को शामिल करती है जो संरचनात्मक रूप से असंबंधित उत्पाद को एक एंजाइम को बाधित करने की अनुमति देता है। यह एक जैव रासायनिक संदर्भ है, न कि नैदानिक मार्गदर्शन।

Core questions

• मार्ग में विनियमित, प्रतिबद्ध चरण कौन सा है?
• एक अंतिम उत्पाद एक एंजाइम को कैसे रोकता है जिससे वह रासायनिक रूप से मिलता-जुलता नहीं है?
• फीडबैक इनहिबिशन मेटाबोलाइट सांद्रता को स्थिर कैसे रखता है?

Key concepts

• अंतिम-उत्पाद (रेट्रो) अवरोध
• एक मार्ग का प्रतिबद्ध (पहला) चरण
• एलोस्टेरिक नियामक स्थल
• नकारात्मक प्रतिक्रिया और चयापचय होमियोस्टेसिस
• इफेक्टर बंधन पर संरूपणात्मक बदलाव

Key theories

अंतिम-उत्पाद (नकारात्मक प्रतिक्रिया) विनियमन

एक मार्ग का अंतिम उत्पाद एक प्रारंभिक प्रतिबद्ध एंजाइम के अवरोधक के रूप में कार्य करता है, इसलिए उत्पाद का संचय अपने स्वयं के संश्लेषण को कम करता है; यह आइसोल्यूसीन और पाइरीमिडीन जैवसंश्लेषण के लिए प्रदर्शित किया गया था और चयापचय नियंत्रण का एक सामान्य सिद्धांत है।

फीडबैक इनहिबिशन का एलोस्टेरिक आधार

क्योंकि अंतिम उत्पाद आमतौर पर एंजाइम के सब्सट्रेट जैसा नहीं होता है, यह एक अलग एलोस्टेरिक स्थल पर कार्य करता है; मोनोड-वाइमन-चेंजक्स मॉडल बताता है कि वहां बंधन एंजाइम के संरूपणात्मक संतुलन को कैसे स्थानांतरित करता है और गतिविधि को कम करता है।

Mechanisms

एक जैवसंश्लेषक मार्ग में जमा होने वाला अंतिम उत्पाद एक प्रारंभिक प्रतिबद्ध चरण को उत्प्रेरित करने वाले एंजाइम को बांधता है और उसे रोकता है, ताकि जब उत्पाद प्रचुर मात्रा में हो तो प्रवाह गिर जाए और जब उसका उपभोग हो जाए तो फिर से शुरू हो जाए; इस नकारात्मक-प्रतिक्रिया तर्क को आइसोल्यूसीन जैवसंश्लेषण (Umbarger, 1956) और पाइरीमिडीन जैवसंश्लेषण (Yates & Pardee, 1956) के लिए सीधे दिखाया गया था। क्योंकि अंतिम उत्पाद में आमतौर पर एंजाइम के सब्सट्रेट के साथ कोई रासायनिक समानता नहीं होती है, यह सक्रिय स्थल के बजाय एक अलग एलोस्टेरिक स्थल पर बंधता है, और मोनोड-वाइमन-चेंजक्स मॉडल बताता है कि ऐसा बंधन एंजाइम को सक्रिय और कम-सक्रिय संरूपणों के बीच कैसे स्थानांतरित करता है (Monod, 1965)। गतिज हस्ताक्षर आमतौर पर एलोस्टेरिक, गैर-प्रतिस्पर्धी-प्रकार के अवरोध का होता है (Cornish-Bowden, 2012)।

Clinical relevance

फीडबैक इनहिबिशन मेटाबोलाइट स्तरों की स्थिरता को रेखांकित करता है, और इसका विघटन चयापचय की जन्मजात त्रुटियों और कुछ चयापचय हस्तक्षेपों के पीछे के तर्क को समझने के लिए प्रासंगिक है (Cornish-Bowden, 2012)। यह प्रविष्टि संदर्भ और शिक्षा के लिए नियामक सिद्धांत का वर्णन करती है और निदान या उपचार मार्गदर्शन प्रदान नहीं करती है।

History

फीडबैक इनहिबिशन को 1956 में एक नियामक सिद्धांत के रूप में स्थापित किया गया था, जिसमें लगभग एक साथ रिपोर्टें थीं कि अंतिम उत्पाद आइसोल्यूसीन और पाइरीमिडीन अपने स्वयं के जैवसंश्लेषक मार्गों के प्रारंभिक एंजाइमों को रोकते हैं (Umbarger, 1956; Yates & Pardee, 1956)। 1965 में मोनोड, वाइमन और चेंजक्स का एलोस्टेरिक मॉडल तब संरचनात्मक क्रियाविधि प्रदान करता है जिसके द्वारा एक भिन्न अंतिम उत्पाद एक अलग स्थल से एक एंजाइम को विनियमित कर सकता है (Monod, 1965)।

Key figures

• H. Edwin Umbarger
• Arthur B. Pardee
• Jacques Monod
• Jean-Pierre Changeux

Seminal works

• umbarger-1956
• yates-pardee-1956
• monod-1965

Frequently asked questions

फीडबैक इनहिबिशन आमतौर पर पहले प्रतिबद्ध चरण को क्यों लक्षित करता है?

एक मार्ग के लिए समर्पित पहले चरण को बाधित करने से मध्यवर्ती पदार्थों के निर्माण को रोका जा सकता है और अग्रदूतों को बर्बाद होने से बचाया जा सकता है, जिससे नियंत्रण कुशल और किफायती दोनों हो जाता है।

एक अंतिम उत्पाद एक एंजाइम को कैसे रोक सकता है जिससे वह रासायनिक रूप से मिलता-जुलता नहीं है?

यह सक्रिय स्थल के बजाय एक अलग एलोस्टेरिक स्थल पर बंधता है, जहां इसका बंधन एंजाइम को कम सक्रिय संरूपण में स्थानांतरित करता है, जैसा कि विनियमन के एलोस्टेरिक मॉडल द्वारा वर्णित है।