コシュランドに端を発した誘導フィット理論は、解剖学的構造が互いにフィットすると仮定するロックとキーの原理の拡張に対応しています。 誘導フィットとは 酵素 構造を変化させて酵素-リガンド複合体を形成するキナーゼなど。 酵素の欠陥では、誘発されたフィット原理が摂動の影響を受ける可能性があります。
誘導適合とは？
の間に結合特異性があります 酵素 および基板。 この結合特異性は、ロックとキーの原則を意味します。 ロックとキーの原理の特別な形式が、誘導フィットに存在します。 身体の多くのプロセスは、ロックとキーまたは手袋をはめた原理に従って機能します。 これは、たとえば、多関節に適用されます。 関節. ジョイント 錠の鍵または手袋の手のように、ジョイント ソケットにかみ合います。 鍵が錠前に正確に収まるまでドアは開きません。 同じ文脈で、体の特定の機能は、構造が正確に適合した場合にのみ開かれます。 キーインロック原理の特別な形式は、誘導適合です。 これは、酵素触媒反応における酵素基質複合体などのタンパク質-リガンド複合体の形成に関する理論です。 ダニエル E. コシュランドは、この理論を最初に説明したと考えられており、1958 年に最初に仮説を立てました。ロック アンド キー原理とは異なり、誘導フィット理論は XNUMX つの静的構造を想定していません。 したがって、特にタンパク質-リガンド複合体の場合、関与するタンパク質の構造変化のみが複合体の形成を可能にするはずです。 コシュランドは、リガンドとタンパク質、またはより優れた酵素は動的であり、 スポーク 複合体形成のために、両方のパートナーが構造変化を受けるように誘導する相互作用。
機能とタスク
の間に結合特異性があります 酵素 および基板。 この結合特異性は、ロックとキーの原則を意味します。 それぞれの酵素は活性部位を持っています。 この中心は、対象となる基板の空間形状にほぼ完全に適合するように、配位子と複合体を形成するように形作られています。 ただし、多くの酵素では、それぞれの活性部位は、基質に結合していない限り、完全な形ではありません。 酵素とそのリガンドの場合、形状の一致が最初に発生するように見えるため、この観察はロックとキーの原則に矛盾するようです。 したがって、酵素がリガンドに結合するとすぐに、分子間 相互作用 誘導されます。 これら 相互作用 分子間レベルで、酵素の構造変化を引き起こします。 コンフォメーションとは、軸の周りの単純な回転の結果として生じる、分子の個々の原子のさまざまな配置の可能性を指します。 したがって、酵素の構造変化は、それらの空間的配置の変化に対応します。 そして、最初に酵素基質複合体の形成を可能にするものです。 たとえば、ヘキソキナーゼは、解糖の最初のステップを酵素として触媒します。 これらの酵素が基質に遭遇するとすぐに グルコース、誘導適合は、「誘導適合」の形成という意味で観察できます。 酵素ヘキソキナーゼはそのリガンドをリン酸化します グルコース グルコース-6-にリン酸塩 ATPを消費することで. の構造 水 これは、反応中に酵素がリン酸化する C6 原子のアルコール基に似ています。 サイズが小さいため、 水 酵素の活性部位に結合する可能性があるため、ATPの加水分解が生成されます。 ただし、誘導適合により、ヘキソキナーゼが触媒 グルコース 変換は特異性が高いため、ATP 加水分解は小規模で発生する必要があります。 このように、誘導適合メカニズムにより、基質特異性が増加します。 この原理は、特に人間の体内のキナーゼで観察できます。 多くの場合、両方のパートナーの構造変化には自然な制限があるため、誘導適合はすべてのリガンド-受容体複合体に適用されるわけではありません。
疾患および障害
乱れているのは、さまざまな酵素欠損における誘導適合原理です。 に フェニールケトン尿たとえば、酵素はその活動が制限されているか、完全に機能しません。 これは通常、遺伝的欠陥によるものです。 に フェニールケトン尿、酵素のフェニルアラニンヒドロキシラーゼが欠損しています。 フェニルアラニンは、もはやチロシンに変換されず、それに応じて蓄積されます.神経毒性物質が生成され、精神に加えて 遅滞、患者は発作を起こす傾向があります。 酵素の欠陥は、通常、遺伝的に決定され、DNA のコードされたアミノ酸配列の欠陥によって引き起こされます。 酵素の欠陥とそのような誘導適合原理の乱れによって引き起こされる代謝疾患は、酵素障害として知られています。 ピルビン酸 キナーゼの欠陥は、例えば、欠陥のあるコーディング PKLR に存在します。 遺伝子。 この 遺伝子 は、第 1 染色体の遺伝子座 22q1 に位置しています。 の PKLR 対立遺伝子から、さまざまな突然変異が知られています。 ピルビン酸塩 キナーゼ、R フォームの欠陥として表示されます。 彼女の病気は VI 型グリコーゲン症と呼ばれ、グリコーゲン貯蔵疾患のグループに属します。 これは、酵素の欠損による常染色体劣性遺伝性または X 連鎖性遺伝性代謝障害です。 より正確には、原因は体内のホスホリラーゼキナーゼシステムのさまざまな酵素の欠陥にあります。 肝臓 そして筋肉。 この文脈で知られているのは、例えば、 肝臓、常染色体劣性遺伝の肝臓ホスホリラーゼ欠損症、および肝臓および筋肉組織内のホスホリラーゼ-b-キナーゼの複合不全。 のコンテキストで 肝臓 ホスホリラーゼ、原因となる突然変異は PYGL に局在している 遺伝子 したがって、染色体 14q21 から q22 に位置しています。 複合肝筋ホスホリラーゼ欠損症は、遺伝子座 16q12-q13 の PHKB 遺伝子の変異に関連しています。 遺伝子座 Xp2-p22.2 の PHKA22.1 遺伝子の原因となる突然変異は、X 連鎖肝ホスホリラーゼ キナーゼ欠損について特定されています。 他のグリコゲノースも、対応するキナーゼの誘発されたフィット効果を無効にするか複雑にする可能性があります。
