[ Tham khảo :
+ ” Hóa Sinh Y Học ”, ĐHYD TPHCM .
+ ” Essential Cell Biology ”, chapter 8,4 th edition ]
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
Hai cơ chế điều hòa chuyển hóa ở mức tế bào là:
1/ Ảnh hưởng đến hoạt tính enzyme: bao gồm điều hòa dị lập thể, biến đổi đồng hóa trị và chu trình cơ chất.
* Đặc điểm :
+Lượng enzyme không đổi nhưng hoạt tính thay đổi kéo theo tốc độ chuyển hóa thay đổi.
+Còn gọi là điều hòa tinh.
+Tốc độ nhanh.
+Năng lượng tiêu tốn ít.
+Đối tượng chịu điều hòa chủ yếu là enzyme điều hòa hoặc enzyme giới hạn tốc độ.
2/ Ảnh hưởng đến sự sinh tổng hợp enzyme: cơ chế cảm ứng tổng hợp enzyme và cơ chế kìm hãm tổng hợp enzyme.
* Đặc điểm :
+Lượng enzyme thay đổi kéo theo hoạt tính và tốc độ chuyển hóa thay đổi.
+Còn gọi là điều hòa thô.
+Tốc độ chậm.
+Năng lượng tiêu tốn nhiều.
+Đối tượng được điều hòa là một hoặc tất cả enzyme của con đường chuyển hóa.
I. Điều hòa ảnh hưởng đến hoạt tính enzyme-điều hòa dị lập thể:
Trước hết, ta nhắc lại về enzyme dị lập thể :
Enzym dị lập thể là loại enzym ngoài trung tâm hoạt động còn một hoặc vài vị trí dị lập thể; trung tâm hoạt động tiếp nhận cơ chất để xúc tác cho phản ứng enzym trong khi vị trí dị lập thể (allosteric site) tiếp nhận chất tác dụng (effector) để điều chỉnh hoạt động xúc tác của enzym. Phân tử enzym dị lập thể có thể có loại vị trí dị lập thể dương, loại vị trí dị lập thể âm hoặc có cả hai.
( Theo http://hoahocvasinhhoc.blogspot.com/2015/06/cac-dang-phan-tu-cua-enzym-isoenzym.html )
Lưu ý rằng điều hòa dị lập thể xảy ra qua việc kết gắn thuận nghịch không đồng hóa trị giữa enzyme dị lập thể và chất tác dụng.
1/ Dị lập thể dương:
+ Chất tính năng khiến enzyme thuận tiện tiếp đón cơ chất và tăng hoạt tính ( activator ) .
+Thường chất tác dụng đã được tạo thành trước đó trong con đường chuyển hóa. Khi đó cơ chế này được gọi là hoạt hóa dẫn tiếp.
2/ Dị lập thể âm:
+ Chất công dụng khiến enzyme khó tiếp đón cơ chất và giảm hoạt tính ( inhibitor ) .
+Thường chất này là sản phẩm cuối cùng của con đường chuyển hóa. Khi đó cơ chế này được gọi là ức chế hồi tiếp.
Source : http://www.mun.ca/biology/desmid/brian/BIOL2060/BIOL2060-06/CB06.html
Trong khung hình sống, dị lập thể âm rất quan trọng và thông dụng, thường biểu lộ ở chính sách ức chế ngược để bảo vệ tế bào không sản xuất thừa so với nhu yếu .
II. Điều hòa ảnh hưởng đến hoạt tính enzyme-biến đổi đồng hóa trị:
+ Điều hòa enzyme bằng phosphoryl hay dephosphoryl hóa, hoặc đổi khác đồng hóa trị với chất khác .
+ Thường chịu sự trấn áp từ yếu tố bên ngoài như hormone .
Ví dụ về enzyme glycogen phosphorylase :
Trong khâu phản ứng 1 của quá trình 1 trong con đường HDP ( hexose di-phosphate ), glycogen được phân ly nhờ enzyme glycogen phosphorylase. Enzyme này có 2 dạng : dạng a hoạt động giải trí mạnh còn dạng b thì không. 2 dạng này hoàn toàn có thể quy đổi cho nhau như sau :
Source : https://www.slideshare.net/namarta28/regulation-of-glycogen-metabolism
III. Điều hòa ảnh hưởng đến hoạt tính enzyme-chu trình cơ chất:
Xét hai phản ứng ngược nhau (A tạo ra B và B tạo ra A) nhưng không cân bằng, do hai enzyme khác nhau xúc tác, lần lượt với tốc độ phản ứng v1 (A tạo ra B, phản ứng thuận) và tốc độ phản ứng v2 (B tạo ra A, phản ứng nghịch). Có thể điều khiển hàm lượng B tăng (thông lượng v1-v2 tăng) bằng cách tăng v1 hoặc giảm v2.
Ta hãy xét quy trình đường phân ( HDP ) :
Source : http://reasonandscience.heavenforum.org/t1796-glycolysis
Xét 2 chất trung gian của quy trình đường phân là fructose 6 – phosphate ( F6P ) và fructose 1,6 – biphosphate ( F1, 6P ). Chuyển F6P thành F1, 6P được xúc tác bởi phosphofructokinase-1 ( PFK ) còn quy trình ngược lại được xúc tác bởi fructose 1,6 biphosphatse ( FBPase ). Cơ hoạt động giải trí mạnh sẽ làm tăng hoạt tính enzyme PFK và làm giảm hoạt tính enzyme FBPase, dẫn đến tăng thông lượng PFK, thôi thúc đường phân .
IV. Điều hòa nhờ cơ chế ảnh hưởng sinh tổng hợp enzyme-cơ chế kìm hãm (điều hòa âm):
Nhắc lại chút về sự phiên mã :
Trong cơ chế biểu hiện gen, ARN polymerase gắn vào ADN ở promoter để khởi đầu phiên mã. Vị trí này gần nơi ARN bắt đầu được tổng hợp.
Có 3 loại protein điều hòa sự khởi động phiên mã: yếu tố đặc hiệu, chất kìm hãm (ngăn ARN pol gắn lên đoạn khởi động), chất hoạt hóa (thúc đẩy tương tác giữa ARN pol và đoạn khởi động).
*Điều hòa âm:
Cơ chế chung: chất kìm hãm gắn lên ADN khi ngăn cản phiên mã.
Ví dụ xét operon Lac trên bộ gen vi khuẩn E.coli trong môi trường có hoặc không có lactose.
Source : https://socratic.org/questions/how-would-you-describe-the-effect-a-repressor-has-on-the-lac-operon-when-lactose
Protein kìm hãm Lac được mã hóa nhờ gen lac I (hình như giống gen điều hòa R trong sinh 12). Gen này nằm trước cụm operon. Loại protein này khi không bị allolactose gắn thì nó sẽ bám vào vùng operator trong operon gây ức chế phiên mã (ARN pol không bám vào được promoter).
Source : https://teaching.ncl.ac.uk/bms/wiki/index.php/Lac_operon
Khi môi trường có lactose, một ít permease sẽ cho lactose vào tế bào. Lượng lactose này được lượng ít ỏi enzyme beta-galactosidase (tổng hợp từ gen cấu trúc lac Z trong operon) để sinh allolactose. Allolactose là chất cảm ứng gắn vào protein kìm hãm Lac, gây biến đổi cấu hình không cho nó bám lên operator, giúp quá trình phiên mã diễn ra.
V. Điều hòa nhờ cơ chế ảnh hưởng sinh tổng hợp enzyme-cơ chế cảm ứng (điều hòa dương):
+Vẫn xét operon Lac trong vi khuẩn E.coli nhưng trong môi trường không có glucose:
Nếu ở phần trên, protein ngưng trệ Lac là chất ức chế ( repressor ) thì ở phần này, CRP-cAMP là chất cảm ứng ( inducer ) .
Khi không có glucose, hàm lượng cAMP tăng (do glucose ức chế adenyl cyclase, enzyme chuyển ATP thành AMP vòng). Ứng với nó là protein thụ thể AMP vòng (cAMP receptor protein, hay CRP). Phức hợp CRP-cAMP khi đó có thể gắn vào vị trí gần đoạn khởi động operon và kích thích phiên mã.
Source : http://slideplayer.com/slide/4342673/
* Sự Open của cả lactose và glucose như hình trên làm giảm lượng mARN được tạo ra ( Open điều hòa âm, dương đồng thời ) .
Do đó, sự cảm ứng lactose cần vừa lactose vừa nồng độ glucose thấp.
Share this:
Thích bài này:
Thích
Đang tải …
Có liên quan
