Ovlivnění
koncentrace regulačního enzymu
K absolutní změně koncentrace molekul enzymu v buňce dochází na
základě indukce (= aktivace) nebo represe (= inhibice) exprese genu kódujícího
daný enzym. Regulační protein, který se váže na DNA s následným ovlivněním
transkripce, se nazývá transkripční faktor (induktor nebo represor). Působení
regulačních proteinů je obvykle reverzibilní a často závislé na vazbě ligandu
na daný regulační protein (tzv. ligand-dependentní transkripční faktory). Jako
ligandy působí mnohé signální molekuly, např. hormony i různé metabolity.
Regulace touto cestou trvá déle (hodiny až dny) proti
regulaci aktivity enzymu již existujícího (sekundy, minuty).
Obecně se vyskytují čtyři různé mechanismy ovlivnění exprese genu:
1)
po vazbě ligandu na represor, který je navázán na DNA, se
komplex represor-ligand uvolní z vazby na DNA a umožní tak transkripci
genu
2)
po vazbě ligandu na volný represor se komplex
represor-ligand naváže na DNA a znemožní transkripci genu
3)
po vazbě ligandu na induktor, který je navázán na DNA, se
komplex induktor-ligand uvolní z DNA a znemožní tak transkripci genu
4)
po vazbě ligandu na volný induktor se komplex induktor-ligand naváže na
DNA a umožní tak transkripci genu
Nová syntéza enzymů enzymovou indukcí vede
k mnohonásobnému zvýšení množství enzymu v buňce (např. enzymy
glukoneogeneze indukované glukokortikoidy, indukce syntézy enzymů
monooxygenázového systému, k níž dochází působením xenobiotik, které jsou
danými enzymy metabolizovány). Podobným mechanismem může být syntéza enzymu
inhibována (represe syntézy korepresorem, např. hem inhibuje syntézu 5-aminolevulátsyntázy). Těmito
procesy se buňky adaptují na měnící se vnitřní prostředí.
K přechodné „změně koncentrace“ regulačního enzymu dochází také při
inhibici enzymu různými inhibitory, které se váží mimo aktivní centrum enzymu
(nekompetitivní inhibice, alosterická inhibice). I zde se někdy snižuje
koncentrace aktivních molekul daného enzymu, ačkoli je enzym v tomto
případě stále přítomen.
Literatura:
Karlson, P.; Gerok,
W.; Gross, W.: Pathobiochemie, 2. vyd. Academia, Praha 1987
Koolman,
J.; Röhm, K., H.: Color Atlas of Biochemistry. Thieme, Stuttgard, 1996. ISBN
3-13-100371-5
Devlin, T. M.
(editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th
ed. Wiley‑Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0‑471‑15451‑2
Další informace:
Vladimíra
Kvasnicová (květen 2004)