le Coupe induite-La théorie remonte à Koshland et correspond à une extension du principe de verrouillage des touches, qui est basé sur la précision d'ajustement des structures anatomiques. L'ajustement induit fait référence à des enzymes telles que la kinase qui changent de conformation pour former un complexe enzyme-ligand. Dans le cas de défauts enzymatiques, le principe d'ajustement induit peut être affecté par des troubles.
Qu'est-ce que l'ajustement induit?
De nombreux processus dans le corps fonctionnent sur le principe du verrouillage des touches ou de la main dans la main. Ceci s'applique, par exemple, aux liaisons articulées. La tête d'articulation s'engage dans la douille d'articulation comme une clé dans une serrure ou une main dans un gant. La porte ne s'ouvre que lorsque la clé est exactement dans la serrure. Dans le même contexte, certaines fonctions du corps ne s'ouvrent que lorsque les structures se rencontrent précisément.
L'ajustement induit est une forme spéciale du principe de verrouillage par clé. Il s'agit d'une théorie pour la formation de complexes protéine-ligand, par exemple un complexe enzyme-substrat dans le contexte de réactions catalysées par une enzyme.
Daniel E. Koshland est considéré comme le premier à décrire la théorie et l'a postulée pour la première fois en 1958. Contrairement au principe du verrouillage des touches, la théorie de l'ajustement induit ne suppose pas deux structures statiques. Dans le cas des complexes protéine-ligand en particulier, un changement conformationnel de la protéine impliquée doit permettre la formation du complexe. Ligand et protéine, ou plutôt enzyme, Koshland est considéré comme dynamique et parle d'une interaction qui pousse les deux partenaires vers un changement de conformation dans un souci de formation complexe.
Fonction et tâche
Il existe une spécificité de liaison entre les enzymes et les substrats. Cette spécificité de liaison implique le principe du verrouillage des touches. Chaque enzyme a un centre actif. Pour une formation complexe avec un ligand, ce centre est précisément formé de telle manière qu'il épouse presque parfaitement la forme spatiale du substrat prévu.
Dans le cas de nombreuses enzymes, cependant, le centre actif dans chaque cas est sous une forme qui n'est pas très précise tant qu'il n'est pas lié à un substrat. Cette observation semble contredire le principe du verrouillage et de la clé, car les enzymes et leurs ligands semblent initialement adapter leur forme.
Dès que l'enzyme se fixe à un ligand, des interactions intermoléculaires se créent. Ces interactions au niveau intermoléculaire conduisent à une modification de la conformation de l'enzyme. Par conformation, on entend les différents arrangements possibles d'atomes individuels dans une molécule qui résultent d'une simple rotation autour d'un axe. Le changement de conformation des enzymes correspond à un changement de la disposition spatiale de leurs molécules et ne permet que la formation d'un complexe enzyme-substrat.
L'hexokinase en tant qu'enzymes catalyse, par exemple, la première étape de la glycolyse. Dès que ces enzymes entrent en contact avec le substrat glucose, un ajustement induit au sens de la formation d'un «ajustement induit» peut être observé. L'enzyme hexokinase phosphoryle son ligand glucose en consommant de l'ATP pour former un glucose-6-phosphate.
La structure de l'eau ressemble à celle du groupe alcoolique de l'atome C6, que l'enzyme phosphoryle pendant la réaction. En raison de la petite taille, les molécules d'eau pourraient se fixer au centre actif de l'enzyme, de sorte que l'hydrolyse de l'ATP serait générée. Cependant, l'ajustement induit permet à l'hexokinase de catalyser la conversion du glucose avec une spécificité élevée, de sorte que l'hydrolyse de l'ATP doit avoir lieu dans une faible mesure. Avec le mécanisme d'ajustement induit, la spécificité du substrat augmente.
Le principe au sein de l'organisme humain peut être observé en particulier dans le cas des kinases. L'adaptation induite ne s'applique pas à tous les complexes ligand-récepteur, car le changement conformationnel des deux partenaires est dans de nombreux cas des limites naturelles.
Maladies et affections
Le principe de l'ajustement induit est perturbé dans le cas de différents défauts enzymatiques. Dans la phénylcétonurie, par exemple, les enzymes sont limitées dans leur activité ou échouent complètement. Cela est généralement dû à un défaut génétique. Dans la phénylcétonurie, l'enzyme phénylalanine hydroxylase est défectueuse. La phénylalanine n'est plus convertie en tyrosine et s'accumule en conséquence. Des substances neurotoxiques apparaissent, de sorte qu'en plus des handicaps mentaux, le patient a tendance à avoir des crampes. Les défauts enzymatiques sont généralement génétiques et sont causés par une séquence d'acides aminés mal codée dans l'ADN.
Les maladies métaboliques causées par des défauts enzymatiques et un tel principe d'ajustement induit perturbé sont connus sous le nom d'enzymopathies. Des défauts de pyruvate kinase sont présents, par exemple, dans un gène PKLR codant incorrectement. Ce gène est localisé sur le locus du gène 1q22 du chromosome 1. Différentes mutations de l'allèle PKLR de la pyruvate kinase sont connues, qui se manifestent par des défauts de la forme R.
La maladie de Hers est à nouveau appelée glycogénose de type VI et appartient au groupe des maladies de stockage du glycogène. Il s'agit d'un trouble métabolique autosomique récessif ou lié à l'X dû à des défauts enzymatiques. Plus précisément, la cause réside dans différents défauts enzymatiques du système phosphorylase kinase dans le foie et les muscles. Dans ce contexte, par exemple, le défaut de phosphorylase-b-kinase lié à l'X dans le foie, le défaut de phosphorylase hépatique de l'hérédité autosomique récessive et l'échec combiné de la phosphorylase-b-kinase dans le foie et les muscles sont connus.
En relation avec la phosphorylase hépatique, les mutations causales ont été localisées sur le gène PYGL et sont donc sur les chromosomes 14q21 à q22. Le déficit combiné en phosphorylase du muscle hépatique a été lié à des mutations du gène PHKB au locus 16q12-q13. Des mutations causales dans le gène PHKA2 sur le locus Xp22.2-p22.1 ont été identifiées pour le défaut lié à l'X dans la phosphorylase kinase hépatique. D'autres glycogénoses peuvent également annuler l'effet d'ajustement induit de la kinase correspondante ou le rendre plus difficile.
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