बहु-सब्सट्रेट एंजाइम

अधिकांश एंजाइम दो या दो से अधिक सब्सट्रेट पर कार्य करते हैं, और उनकी गतिकी एकल-सब्सट्रेट माइकलिस-मेंटेन मामले की तुलना में अधिक समृद्ध होती है। बहु-सब्सट्रेट अभिक्रियाएं विशिष्ट क्रियाविधियों, अनुक्रमिक या पिंग-पोंग द्वारा आगे बढ़ती हैं, जो इस बात में भिन्न होती हैं कि क्या सभी सब्सट्रेट को किसी भी उत्पाद के जारी होने से पहले बंधना चाहिए। इन क्रियाविधियों को उन प्रतिमानों द्वारा प्रतिष्ठित किया जा सकता है जो उनकी स्थिर-अवस्था दर समीकरण उत्पन्न करते हैं जब प्रत्येक सब्सट्रेट के एक फलन के रूप में प्रारंभिक वेग का अध्ययन किया जाता है।

Definition

एक बहु-सब्सट्रेट एंजाइम दो या दो से अधिक सब्सट्रेट (और उत्पादों) से जुड़ी एक अभिक्रिया को उत्प्रेरित करता है; इसकी गतिज क्रियाविधि उस क्रम को निर्दिष्ट करती है जिसमें सब्सट्रेट बंधते हैं और उत्पाद निकलते हैं, जिसे मुख्य रूप से अनुक्रमिक (सभी सब्सट्रेट किसी भी उत्पाद के जारी होने से पहले बंधते हैं) या पिंग-पोंग (एक संशोधित एंजाइम के माध्यम से, सब्सट्रेट बंधन घटनाओं के बीच एक उत्पाद जारी होता है) के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।

Scope

यह विषय बहु-सब्सट्रेट (विशेषकर द्वि-सब्सट्रेट) क्रियाविधियों के वर्गीकरण को क्रमित अनुक्रमिक, यादृच्छिक अनुक्रमिक और पिंग-पोंग प्रकारों में, उन्हें अलग करने के लिए उपयोग किए जाने वाले स्थिर-अवस्था दर समीकरणों और ग्राफिकल प्रतिमानों को, और इस उद्देश्य के लिए प्रस्तुत व्यवस्थित नामकरण को शामिल करता है। यह संदर्भ पद्धति है, नैदानिक ​​मार्गदर्शन नहीं।

Core questions

• सब्सट्रेट किस क्रम में बंधते हैं और उत्पाद अलग होते हैं?
• अनुक्रमिक और पिंग-पोंग क्रियाविधियां गतिज रूप से कैसे भिन्न होती हैं?
• इन क्रियाविधियों को प्रारंभिक-वेग डेटा से कैसे अलग किया जाता है?
• डबल-रेसिप्रोकल प्लॉट के ढलान और अवरोधन क्या प्रकट करते हैं?

Key concepts

• अनुक्रमिक (टर्नरी-कॉम्प्लेक्स) क्रियाविधियां
• क्रमित बनाम यादृच्छिक बंधन
• पिंग-पोंग (डबल-डिस्प्लेसमेंट) क्रियाविधियां
• प्रतिस्थापित-एंजाइम मध्यवर्ती
• प्रारंभिक-वेग डबल-रेसिप्रोकल प्रतिमान
• क्लीलैंड नामकरण (यूनी, बीआई, टेर)

Key theories

बहु-सब्सट्रेट क्रियाविधियों का क्लीलैंड वर्गीकरण

एक व्यवस्थित नामकरण और स्थिर-अवस्था दर समीकरणों का एक सेट जो सब्सट्रेट और उत्पादों की संख्या और बंधन क्रम द्वारा अभिक्रियाओं को वर्गीकृत करता है, क्रमित और यादृच्छिक अनुक्रमिक क्रियाविधियों को पिंग-पोंग क्रियाविधियों से अलग करता है।

Mechanisms

अनुक्रमिक क्रियाविधियों में सभी सब्सट्रेट किसी भी उत्पाद के जारी होने से पहले एक केंद्रीय कॉम्प्लेक्स बनाने के लिए बंधते हैं; बंधन एक परिभाषित अनुक्रम के साथ क्रमित हो सकता है, या यादृच्छिक हो सकता है। पिंग-पोंग क्रियाविधियों में सभी सब्सट्रेट के बंधने से पहले एक या अधिक उत्पाद जारी होते हैं, और एंजाइम अर्ध-अभिक्रियाओं के बीच सहसंयोजक रूप से या अन्यथा संशोधित रूप से चक्रित होता है। इन क्रियाविधियों का गतिज रूप से निदान प्रारंभिक वेग को मापकर किया जाता है क्योंकि एक सब्सट्रेट को दूसरे की कई निश्चित सांद्रता पर भिन्न किया जाता है: अनुक्रमिक क्रियाविधियां आमतौर पर डबल-रेसिप्रोकल प्लॉट पर प्रतिच्छेदी रेखाओं के परिवार उत्पन्न करती हैं, जबकि पिंग-पोंग क्रियाविधियां समानांतर रेखाएं उत्पन्न करती हैं, क्योंकि बाद वाले में दो सब्सट्रेट विभिन्न एंजाइम रूपों के साथ परस्पर क्रिया करते हैं। एक व्यवस्थित नामकरण सब्सट्रेट और उत्पादों (यूनी, बीआई, टेर) की संख्या और बंधन क्रम का वर्णन करता है, और संबंधित स्थिर-अवस्था दर समीकरण गतिज स्थिरांकों को विशिष्ट चरणों को सौंपने की अनुमति देते हैं।

Clinical relevance

एक बहु-सब्सट्रेट एंजाइम की क्रियाविधि यह निर्धारित करती है कि इसके अवरोधक प्रत्येक सब्सट्रेट के संबंध में कैसे व्यवहार करते हैं, जो एंजाइम-लक्षित दवाओं के औषध विज्ञान और एंजाइम परख की व्याख्या के लिए प्रासंगिक पृष्ठभूमि है। यह विषय इन क्रियाविधियों और उनके गतिज हस्ताक्षरों को संदर्भ सामग्री के रूप में वर्णित करता है और व्यक्तिगत नैदानिक ​​या उपचार निर्णयों का आधार नहीं है।

History

हालांकि कई सब्सट्रेट पर कार्य करने वाले एंजाइमों को लंबे समय से पहचाना गया था, क्लीलैंड की 1963 की श्रृंखला के साथ एक एकीकृत गतिज उपचार उभरा, जिसने एक व्यवस्थित नामकरण और स्थिर-अवस्था दर समीकरणों को प्रस्तुत किया, जिसने प्रारंभिक-वेग प्रतिमानों को क्रमित, यादृच्छिक और पिंग-पोंग क्रियाविधियों की पहचान करने की अनुमति दी। सेगेल जैसे व्यापक पाठ्यपुस्तक उपचारों ने बाद में विश्लेषणात्मक विधियों को समेकित किया।

Key figures

• W. Wallace Cleland
• Irwin Segel
• Alan Fersht

Seminal works

• cleland-1963

Frequently asked questions

आप एक अनुक्रमिक क्रियाविधि को पिंग-पोंग क्रियाविधि से कैसे बता सकते हैं?

डबल-रेसिप्रोकल प्लॉट के प्रतिमान से: दूसरे की कई निश्चित सांद्रता पर एक सब्सट्रेट को भिन्न करने से आमतौर पर अनुक्रमिक क्रियाविधियों के लिए प्रतिच्छेदी रेखाएं और पिंग-पोंग क्रियाविधियों के लिए समानांतर रेखाएं मिलती हैं।

पिंग-पोंग क्रियाविधि क्या है?

यह एक डबल-डिस्प्लेसमेंट क्रियाविधि है जिसमें एंजाइम एक सब्सट्रेट के साथ अभिक्रिया करता है और एक उत्पाद जारी करता है, एक संशोधित एंजाइम रूप छोड़ता है, इससे पहले कि वह अगले सब्सट्रेट को बांधे और अभिक्रिया को पूरा करे।