و تفارغ يعرف أو تفارغي اللائحة بأنها عملية تثبيط أو تفعيل الانزيم بوساطة مختلفة جزيء التنظيمي من ركيزة لها والذي يعمل في موقع معين من هيكلها، يختلف عن موقع نشط منه.
مصطلح "allosteric" أو "allosterism" يأتي من الجذور اليونانية "allos" ، والتي تعني "أخرى" و "ستريوس" ، والتي تعني "شكل" أو "مكان" ؛ لذلك تمت ترجمته حرفيًا على أنه "مساحة أخرى" أو "مكان آخر" أو "بنية أخرى".
رسم تخطيطي لتنظيم خيفي. (أ) موقع نشط. (ب) موقع Allosteric. (ج) الركيزة. (د) المانع. (هـ) إنزيم. (المصدر: إسحاق ويب عبر ويكيميديا كومنز)
يصف بعض المؤلفين التعددية بأنها عملية يتم من خلالها ربط المواقع البعيدة في نظام ما (بنية الإنزيم ، على سبيل المثال) بقوة لإنتاج استجابة وظيفية ، وهذا هو السبب في أنه يمكن افتراض أن التغيير في منطقة ما يمكن أن يؤثر أي شيء آخر فيه.
هذا النوع من التنظيم هو نموذجي للأنزيمات التي تشارك في العديد من العمليات البيولوجية المعروفة ، مثل نقل الإشارات ، والتمثيل الغذائي (الاستقلاب والتقويض) ، وتنظيم التعبير الجيني ، من بين أمور أخرى.
تم افتراض الأفكار الأولى حول allosterism ومشاركته في التحكم في التمثيل الغذائي الخلوي في الستينيات من قبل F. Monod و F. Jacob و J. Changeux ، بينما قاموا بدراسة مسارات التخليق الحيوي للأحماض الأمينية المختلفة ، والتي تم تثبيتها بعد تراكم المنتجات النهائية.
على الرغم من أن المنشور الأول في هذا الصدد كان له علاقة بالتنظيم الجيني ، إلا أنه بعد ذلك بوقت قصير قام Monod و Wyman و Changeux بتوسيع مفهوم allosterism إلى البروتينات ذات النشاط الأنزيمي واقترح نموذجًا يعتمد على البروتينات المتعددة ، استنادًا بشكل أساسي إلى التفاعلات بين الوحدات الفرعية. عندما انضم أي من هؤلاء إلى المستجيب.
كان للعديد من المفاهيم اللاحقة أسسها في نظرية "الملاءمة المستحثة" التي قدمها كوشلاند قبل بضع سنوات.
الملامح العامة
بشكل عام ، تحتوي جميع الإنزيمات على موقعين مختلفين للارتباط بالرابط: أحدهما يُعرف بالموقع النشط ، والذي ترتبط به الجزيئات التي تعمل كركيزة (المسؤولة عن النشاط البيولوجي للإنزيم) ، والآخر هو المعروف باسم موقع allosteric ، وهو خاص بالمستقلبات الأخرى.
هذه "المستقلبات الأخرى" تسمى المؤثرات الخيفية ويمكن أن يكون لها تأثيرات إيجابية أو سلبية على معدل التفاعلات المحفزة بالإنزيم أو التقارب الذي ترتبط به مع ركائزها في الموقع النشط.
عادة ، يؤدي ارتباط المستجيب في الموقع الخيفي للإنزيم إلى إحداث تأثير في موقع آخر من الهيكل ، مما يؤدي إلى تعديل نشاطه أو أدائه الوظيفي.
مخطط رسومي لتفاعل إنزيم خيفي (المصدر: ملف: Enzyme allostery en.png: File: Enzyme allostery.png: Allostery.png: Nicolas Le Novere (نقاش). Lenov في en.wikipediaderivative work: TimVickers (talk) derivative العمل: اشتقاق ريتاما (حديث): KES47.
على الرغم من وجود الآلاف من الأمثلة على التنظيم الخيفي أو الخيفي في الطبيعة ، إلا أن بعضها كان أكثر بروزًا من البعض الآخر. هذه هي حالة الهيموغلوبين ، الذي كان من أوائل البروتينات الموصوفة بعمق في الجانب الهيكلي.
يعد الهيموجلوبين بروتينًا مهمًا جدًا للعديد من الحيوانات ، حيث أنه مسؤول عن نقل الأكسجين عبر الدم من الرئتين إلى الأنسجة. يقدم هذا البروتين تنظيمًا خيفيًا متماثلًا وغير متجانسة في نفس الوقت.
يرتبط التماثل المتماثل للهيموجلوبين بحقيقة أن ارتباط جزيء الأكسجين بإحدى الوحدات الفرعية التي تتكون منه يؤثر بشكل مباشر على التقارب الذي ترتبط به الوحدة الفرعية المجاورة بجزيء أكسجين آخر ، مما يزيده (التنظيم الإيجابي أو التعاونية).
التباين غير المتجانسة
من ناحية أخرى ، يرتبط التباين غير المتجانسة بالتأثيرات التي يمتلكها كل من الرقم الهيدروجيني ووجود 2،3-ثنائي فسفوغليسيرات على ارتباط الأكسجين بالوحدات الفرعية لهذا الإنزيم ، مما يثبطه.
يعتبر Aspartate transcarbamylase أو ATCase ، الذي يشارك في مسار تخليق البيريميدين ، أحد الأمثلة "الكلاسيكية" للتنظيم الخيفي. هذا الإنزيم ، الذي يحتوي على 12 وحدة فرعية ، 6 منها نشطة تحفيزيًا و 6 وحدات تنظيمية ، يتم تثبيطه بشكل غير متجانسة بواسطة المنتج النهائي للمسار الذي يؤدي إليه ، سيتدين ثلاثي الفوسفات (CTP).
أوبرا اللاكتوز
كانت ثمرة الأفكار الأولى لمونود وجاكوب وتشانجوكس مقالة نشرها جاكوب ومونود تتعلق بأوبرون اللاكتوز للإشريكية القولونية i ، وهو أحد الأمثلة النموذجية للتنظيم الخيفي غير المتجانسة على المستوى الجيني.
لا يرتبط التنظيم الخيفي لهذا النظام بقدرة الركيزة على التحول إلى منتج ، ولكن ارتباط ارتباط البروتين بمنطقة DNA المشغل.
المراجع
- Changeux، JP، & Edelstein، SJ (2005). آليات خيفية لتوصيل الإشارة. علم، 308 (5727) ، 1424-1428.
- Goldbeter ، A. ، & Dupont ، G. (1990). التنظيم الخيفي ، والتعاون ، والتذبذبات البيوكيميائية. الكيمياء الفيزيائية الحيوية ، 37 (1-3) ، 341-353.
- جياو ، دبليو ، وباركر ، إي جيه (2012). استخدام مزيج من التقنيات الحسابية والتجريبية لفهم الأساس الجزيئي لتباين البروتين. في التقدم في كيمياء البروتين والبيولوجيا الهيكلية (المجلد 87 ، ص 391-413). الصحافة الأكاديمية.
- Kern، D.، & Zuiderweg، ER (2003). دور الديناميات في التنظيم الخيفي. الرأي الحالي في علم الأحياء البنيوي ، 13 (6) ، 748-757.
- Laskowski ، RA ، Gerick ، F. ، & Thornton ، JM (2009). الأساس الهيكلي للتنظيم الخيفي في البروتينات. رسائل FEBS ، 583 (11) ، 1692-1698.
- ماثيوز ، سي كيه ، فان هولدي ، كيه إي ، وأهيرن ، كيه جي (2000). الكيمياء الحيوية ، أد. سان فرانسيسكو ، كاليفورنيا.