KONTROLA BRZINE PROTOKA KROZ METABOLIČKI PUT: KOVALENTNI I NEKOVALENTNI MEHANIZMI

Marija Đurović

Stefan Đurović

Tara Đurović

Metabolizam je biohemijski proces u kome dolazi do modifikacijehemijskih jedinjenja u živim organizmima

Anabolizam - biosinteza složenih biomolekula iz jednostavnijihprekursora uz utrošak energije

Katabolizam - razgradnja složenih metabolita u jednostavnijeprodukte uz oslobađanje energije

Metabolički put koji ima i kataboličke i anaboličke funkcije zove se, amfibolički

Metabolički ciklus

Serija uzastopnih enzimski katalizovanih reakcija u kojima sestvaraju određeni proizvodi, u kojima je proizvod jedne reakcije supstrat u sledećoj reakciji

FAZA 1 – razgradnja na jednostavnije sastavne molekule

FAZA 2 - razgradnja do dvo - i trougljeničnih ostataka

FAZA 3 – oksidacija do H2O i CO2

3 FAZE METABOLIČKIH PUTEVA

Ključna reakcija nekog ciklusa je najsporiji korak i predstavlja reakciju koja ograničava brzinu protoka kroz preostali deo ciklusa. Korak koji ograničava brzinu je najčešće prvi korak u ciklusu

Ključni (regulatorni) enzimi metaboličkih puteva katališu u osnovi ireverzibilne reakcije ili rekacije na mestima grananja metaboličkog puta. Aktivnost ovih enzima regulisana jekovalentnim modifikacijama kao i alosternim efektorima

Kovalentni mehanizmi kontrole brzine protoka kroz metabolički put

1. Reverzibilni mehanizmi

Fosforilacija – katališu je protein kinaze

Defosforilacija – katališu je protein fosfataze

2. Ireverzibilni mehanizmi

Proteolitičko raskidanje veza

Proprotein – protein

Nekovalentni mehanizmi kontrole brzine protoka kroz metabolički put

1. Alosterna modifikacija

2. Protein – proteinske interakcije

Fosforilisana formaNefosforilisana forma

Protein kinaza

ATP ADP

PiFosfoprotein fosfataze

Regulacija povratnom spregom

Regulacija mehanizmom povratne sprege odnosi se na situaciju u kojoj krajnji proizvod ciklusa kontroliše brzinu sopstvene sinteze

Pozitivna povratna sprega

Negativna povratna sprega

Recipročna regulacija metaboličkih puteva

Ciklus sinteze nekog jedinjenja se najčešće razlikuje od ciklusa degradacije tog jedinjenja u jednom ili u nekoliko enzimskih koraka. Regulatorni enzim koji se koristi u sintezi može biti različit od onog u degradaciji, to znači da se ne mogu istovremeno odvijati oba procesa.

Usmeravanje supstrata kompartmentalizacijom

Kompartment - pruža specifične uslove ili ograničava ili usmerava pristup enzima supstratu

Multienzimski kompleksim - omogućuju da se medjuproizvodi ciklusa direktno prenose iz aktivnog mesta jednog enzima u aktivno mesto drugog, bez gubitka energije i informacija

Ćelijske organele - proizvod jedne reakcije je supstrat u sledećoj, a koncentracija medjuproizvoda znatno viša unutar organele nego u okolnoj citoplazmi