Η βασική διαφορά μεταξύ αλλοστερικών και μη αλλοστερικών ενζύμων είναι ότι τα αλλοστερικά ένζυμα έχουν αλλοστερικές θέσεις εκτός από τις ενεργές τους θέσεις για τη δέσμευση ρυθμιστικών μορίων, ενώ τα μη αλλοστερικά ένζυμα έχουν μόνο μια ενεργή θέση για σύνδεση με το υπόστρωμα.
Υπάρχουν διαφορετικοί τρόποι ρύθμισης των ενζύμων. Η αλλοστερική ρύθμιση είναι μια τέτοια μορφή ενζυμικής ρύθμισης. Η αλλοστερική ρύθμιση διευκολύνεται από ένζυμα που ονομάζονται αλλοστερικά ένζυμα. Τα ρυθμιστικά μόρια συνδέονται με αλλοστερικές θέσεις που κατέχει το ένζυμο και ρυθμίζουν την ενζυματική δραστηριότητα. Επομένως, τα αλλοστερικά ένζυμα είναι επίσης γνωστά ως ρυθμιστικά ένζυμα. Η ειδικότητα των αλλοστερικών ενζύμων είναι ότι διαθέτουν επιπλέον θέσεις εκτός από την κύρια ενεργή θέση.
Τι είναι τα αλλοστερικά ένζυμα;
Τα αλλοστερικά ένζυμα είναι ένας τύπος ενζύμου που διαθέτει αλλοστερικές θέσεις για τη σύνδεση ρυθμιστικών μορίων. Αυτές οι θέσεις βρίσκονται στις διάφορες πρωτεϊνικές υπομονάδες του ενζύμου. Ένα ρυθμιστικό μόριο μπορεί να είναι ένας αναστολέας ή ένας ενεργοποιητής. Όταν ένας αναστολέας δεσμεύεται στο ένζυμο, η δραστηριότητα του ενζύμου μειώνεται. Όταν ένας ενεργοποιητής συνδέεται με το ένζυμο, η ενζυματική λειτουργία αυξάνεται. Αυτός ο τύπος ρύθμισης της ενζυμικής δραστηριότητας είναι γνωστός ως αλλοστερική ρύθμιση. Ένα αλλοστερικό ένζυμο είναι ειδικό για το υπόστρωμά του και τα ρυθμιστικά του μόρια (διαμορφωτές). Η αλληλεπίδραση του ρυθμιστικού μορίου/ρυθμιστή με το ένζυμο είναι αναστρέψιμη και μη ομοιοπολική. Μια αντίδραση που καταλύεται από ένα αλλοστερικό ένζυμο δείχνει μια σιγμοειδή καμπύλη.
Εικόνα 01: Αλλοστερική αναστολή
Η αλλοστερική ρύθμιση λαμβάνει χώρα ως μηχανισμός ανάδρασης. Στην αναστολή αρνητικής ανάδρασης, το ρυθμιστικό μόριο είναι αναστολέας και αναστέλλει την αντίδραση. Σε έναν μηχανισμό θετικής ανάδρασης, ένα μόριο τελεστή ή ενεργοποιητής που συνδέεται με την αλλοστερική θέση αυξάνει τον ρυθμό της αντίδρασης. Η σύνδεση του αλλοστερικού ρυθμιστή σε ένα αλλοστερικό ένζυμο αλλάζει τη διαμόρφωση της πρωτεΐνης, επηρεάζοντας έτσι τη λειτουργία της. Η πυροσταφυλική κινάση, η ριβονουκλεοτιδική αναγωγάση, η ασπαρτική τρανσκαρβαμοϋλάση και η ADP-γλυκόζη πυροφωσφορυλάση είναι αρκετά παραδείγματα αλλοστερικών ενζύμων.
Τι είναι τα μη αλλοστερικά ένζυμα;
Μη αλλοστερικά ένζυμα είναι τα ένζυμα που δεν επεξεργάζονται αλλοστερικές θέσεις εκτός από την ενεργό θέση. Ως εκ τούτου, είναι απλά ένζυμα που έχουν μόνο μία ενεργό θέση ενζύμου. Αυτά τα ένζυμα είναι ένζυμα ειδικά για το υπόστρωμα. Είναι επίσης μη ρυθμιστικά ένζυμα. Οι αντιδράσεις τους δείχνουν μια υπερβολική καμπύλη.
Εικόνα 02: Υπερβολική καμπύλη που εμφανίζεται από ένα μη αλλοστερικό ένζυμο
Όταν υπάρχει ανταγωνιστικός αναστολέας, ο ρυθμός αντίδρασης μειώνεται. Ένας ανταγωνιστικός αναστολέας είναι παρόμοιος με το υπόστρωμα. Ως εκ τούτου, ανταγωνίζεται το υπόστρωμα για σύνδεση με την ενεργή θέση. Όταν το υπόστρωμα αποτυγχάνει να συνδεθεί με τη δραστική θέση, το σύμπλεγμα υποστρώματος-ενζύμου δεν μπορεί να σχηματιστεί, επομένως ο ρυθμός αντίδρασης μειώνεται.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ αλλοστερικών και μη αλλοστερικών ενζύμων;
- Τα αλλοστερικά και τα μη αλλοστερικά ένζυμα είναι δύο τύποι ενζύμων.
- Αποτελούνται από πρωτεΐνες.
- Καταλύουν βιοχημικές αντιδράσεις σε ζωντανά κύτταρα.
- Και οι δύο τύποι ενζύμων παραμένουν αμετάβλητοι στο τέλος της αντίδρασης.
- Μια μικρή συγκέντρωση αυτών των ενζύμων είναι αρκετή για να καταλύσει μια αντίδραση.
- Είναι ευαίσθητα στις αλλαγές του pH και της θερμοκρασίας.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ αλλοστερικών και μη αλλοστερικών ενζύμων;
Ένα αλλοστερικό ένζυμο είναι ένα ένζυμο που έχει μια πρόσθετη θέση που ονομάζεται ρυθμιστική θέση ή αλλοστερική θέση για τη δέσμευση ενός ρυθμιστικού μορίου. Ένα μη αλλοστερικό ένζυμο είναι ένα απλό ένζυμο που έχει μόνο μια ενεργή θέση για τη σύνδεση του υποστρώματος του. Έτσι, αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ αλλοστερικών και μη αλλοστερικών ενζύμων.
Το ακόλουθο infographic παραθέτει τις διαφορές μεταξύ αλλοστερικών και μη αλλοστερικών ενζύμων σε μορφή πίνακα για σύγκριση δίπλα-δίπλα.
Σύνοψη – Αλλοστερικά έναντι μη αλλοστερικών ενζύμων
Το αλλοστερικό ένζυμο είναι ένα ρυθμιστικό ένζυμο που διαθέτει αλλοστερική θέση διαφορετική από την ενεργό θέση. Ως εκ τούτου, ένα ρυθμιστικό μόριο μπορεί να συνδεθεί με την αλλοστερική θέση και να ρυθμίσει την ενζυματική δραστηριότητα. Αντίθετα, το μη αλλοστερικό ένζυμο δεν έχει αλλοστερική θέση. Έχει μόνο έναν ενεργό ιστότοπο. Τα μη αλλοστερικά ένζυμα δεν είναι ρυθμιστικά ένζυμα. Τα αλλοστερικά ένζυμα είναι ειδικά για υπόστρωμα και ρυθμιστικά μόρια, ενώ τα μη αλλοστερικά ένζυμα είναι ειδικά για το υπόστρωμα. Έτσι, αυτή είναι η περίληψη της διαφοράς μεταξύ αλλοστερικών και μη αλλοστερικών ενζύμων.
