Məlumat

Rəqabətli İnhibisyon - v vs S - Biologiya

Rəqabətli İnhibisyon - v vs S - Biologiya



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Rəqabətli Qadağa - v vs S

Rəqabətli inhibə

Rəqabətli inhibə bir kimyəvi maddənin digərinin təsirinə mane olması səbəbindən kimyəvi yolun bağlanması və ya bağlanması üçün onunla rəqabət apararaq kəsilməsidir. İstənilən metabolik və ya kimyəvi messencer sistemi potensial olaraq bu prinsipdən təsirlənə bilər, lakin biokimya və tibbdə rəqabətli inhibisyonun bir neçə sinfi xüsusilə vacibdir, o cümlədən ferment inhibəsinin rəqabətli forması, reseptor antaqonizminin rəqabətli forması, antimetabolit fəaliyyətinin rəqabətli forması, və zəhərlənmənin rəqabətli forması (yuxarıda qeyd olunan növlərdən hər hansı birini əhatə edə bilər).


Geri dönən ferment inhibəsi | Mikrobiologiya

Rəqabətli inhibənin əsas xüsusiyyəti həm substratı, həm də inhibitoru ehtiva edən reaksiya qarışığında substratın konsentrasiyasını artırmaqla geri qaytarıla bilər. İnhibənin dərəcəsi substratın və inhibitorun nisbi konsentrasiyasından asılıdır. Substratın konsentrasiyası artırsa, inhibitor konsentrasiyası sabit saxlanılırsa, ferment aktivliyinin inhibə dərəcəsi azalır.

Substrat konsentrasiyasını sabit saxlayaraq, inhibitor konsentrasiyası artarsa, əks təsir müşahidə olunur. Bu ona görə baş verir ki, substrat və inhibitor həm substratın, həm də inhibitorun strukturunda oxşarlığa görə fermentin eyni katalitik sahəsinə bağlanır. Beləliklə, substrat və inhibitor bir ferment molekulunun eyni aktiv sahəsini və ya sahələrini tutmaq üçün bir-biri ilə rəqabət aparır.

Struktur oxşarlığına görə ferment molekulu düzgün substrat ilə inhibitor olan yalanı ayırd edə bilmir. Rəqabətli inhibisyonun tez-tez göstərilən nümunəsi süksinik turşu dehidrogenazanın malon turşusu tərəfindən inhibə edilməsidir. TCA dövründə süksinik turşu süksinik dehidrogenaz tərəfindən fumarik turşuya dehidrogenləşdirilir, FAD H-qəbuledici rolunu oynayır. Malon turşusunun olması ilə ferment inhibitorla birləşə bilər, lakin onu dehidrogenləşdirə bilmir.

Süksinik və malon turşularının strukturları göstərilir:

Rəqabətli inhibisyonun klinik əhəmiyyəti olan başqa bir məşhur nümunəsi sulfanilamid və p-aminobenzoy turşusudur. Sulfanilamid bakteriyaların törətdiyi müxtəlif infeksiyalara qarşı kemoterapevtik vasitə kimi istifadə olunan bütün sulfa-dərmanların nüvəsini təşkil edir. Par-amino-benzoy turşusu (p-ABA) koenzim kimi fəaliyyət göstərən fol turşusunun sintezi üçün bir çox bakteriya tərəfindən tələb olunan vacib bir vitamindir.

Fol turşusunun biosintezində onu növbəti ara məhsula çevirmək üçün p-ABA üzərində fəaliyyət göstərən ferment sulfanilamid tərəfindən rəqabətli şəkildə inhibə olunur, çünki p-ABA inhibitorla struktur oxşarlığına malikdir. Bakteriyalar fol turşusundan məhrumdur və inkişaf edə bilmir.

İki birləşmənin strukturları aşağıda göstərilmişdir:

Qeyri-rəqabətli maneə:

Qeyri-rəqabətli inhibəni substratın konsentrasiyasını artırmaqla bərpa etmək olmaz, çünki inhibitor ferment zülalı ilə normal substratla eyni aktiv yerdə deyil, fərqli yerdə bağlanır. Beləliklə, substrat və inhibitor arasında rəqabət yoxdur.

İnhibe, inhibitorun fərqli yerdə olsa da, eyni ferment molekuluna bağlanması səbəbindən substratın formasının dəyişməsi səbəbindən baş verə bilər. Bu növ qeyri-rəqabətli inhibə həm də allosterik inhibə kimi tanınır və ayrıca baxılmışdır.

Qeyri-rəqabətli inhibənin daha çox yayılmış növü, ferment zülallarının sistein qalıqlarının sulfhidril qrupu (-SH) ilə geri dönən şəkildə bağlanan ağır metal ionları tərəfindən həyata keçirilən inhibisyondur. Bir çox fermentlər üçün sərbəst -SH qrupları katalitik fəaliyyət üçün vacibdir, çünki onlar tez-tez katalitik funksiyası üçün lazım olan ferment zülalının düzgün üçölçülü konfiqurasiyasının saxlanmasında iştirak edirlər. Hg ++ və Ag ++ kimi ağır metal ionları ferment zülallarının -SH qruplarına geri çevrilir və rəqabətsiz inhibəyə səbəb olur.

Qeyri-rəqabətli inhibə, həmçinin funksional holofermentlər yaratmaq üçün müəyyən apo-fermentlər tərəfindən tələb olunan qeyri-üzvi ko-faktorları bağlayan bəzi agentlərlə də bağlı ola bilər. Bu qeyri-üzvi ko-faktorlar adətən ikivalentli metal ionlarıdır, məsələn, Mg ++, Ca ++, Fe ++ və s. + və ya Mg ++ , Mg ++ və digər ikivalentli metal ionlarını bağlayan etilen diamino tetra sirkə turşusu (EDTA) və s.

Bir inhibitorun rəqabətli və ya qeyri-rəqabətli kimi çıxış etməsi onların kinetikasından müəyyən edilə bilər. İnhibitorun müxtəlif konsentrasiyalarından və substratın sabit konsentrasiyasından istifadə edən Lineweaver-Burk planları rəqabətli və qeyri-rəqabətli inhibitor arasındakı fərqi ortaya qoyur. Rəqabətli inhibə halında, 1/[S]-ə qarşı 1/v diaqramları ümumi nöqtədə 1/v oxunu kəsən müxtəlif yamacların düz xətlərini yaradır.

Əyrilər göstərir ki, Vmaks inhibitorun iştirakı ilə deyil, Km edir. K inhibitorunun iştirakı iləm daha yüksək qiymətə malikdir (şək. 8.39 A). Qeyri-rəqabətli inhibə halında, əksinə, düz xətlər də inhibitorun müxtəlif konsentrasiyaları ilə müxtəlif yamacları göstərir, lakin rəqabətli inhibə zamanı müşahidə edilən eyni nöqtədə 1/v oxunu kəsmirlər.

Əksinə, xətlər -1/[S] oxunun ümumi nöqtəsində birləşir. Bu, inhibitorun artan konsentrasiyasının V-nin azalmasına səbəb olduğunu göstərirmaks substrat konsentrasiyasını artırmaqla bərpa edilmir. Km, bununla belə, dəyişməz qalır, çünki substrat və inhibitor fermentin eyni yerinə bağlanmır (şəkil 8.39B).


Aktivləşdirmə və ya inhibə yolu ilə fermentlərin fəaliyyətinin tənzimlənməsi | Biokimya

Triptofan operonu ilə əlaqədar olaraq, triptofanın həddindən artıq olması bu operonun genlərinin repressiyasına səbəb ola bilər ki, bu da triptofanın əmələ gəlməsi üçün lazım olan fermentlərin sintezinin dayandırılmasına səbəb olur.

Bu repressiya ehtimalı ilə yanaşı, çox vaxt əks əlaqənin inhibəsi, yəni bir sıra biosintetik reaksiyaların son məhsulu olan əsas metabolit (amin turşusu, nukleotid və s.) üçün katalizator fermentin fəaliyyətini maneə törətmək imkanı var. bu seriyanın ilk reaksiyalarından biridir.

İnhibe edilmiş ferment, ümumiyyətlə, son məhsula aparan ilk reaksiyanı kataliz edən fermentdir və bir neçə metabolik yol üçün ümumi olan reaksiyanı kataliz edən ferment deyil, fəaliyyəti son məhsul tərəfindən inhibə edilən strateji qovşaqda yerləşən fermentdir.

Bu tənzimləmə növü xüsusilə onunla xarakterizə olunur ki, effektor (fermenti aktivləşdirən və ya inhibə edən maddə) və bu fermentin substratı ümumiyyətlə izosterik deyildir, yəni onların struktur analoqu yoxdur (rəqabətli inhibə vəziyyətindən fərqli olaraq) substratın analoqları ilə). Buna görə də onları allosterik effektorlar adlandırırlar, allosterik fermentlər termini isə bu növ nəzarətin müşahidə olunduğu fermentləri bildirir.

1. Allosterik fermentlərin ümumi xassələri:

Aspartat transkarbamilaza ilə əlaqədar olaraq, allosterik fermentlər səviyyəsində tənzimlənmənin bəzi vacib xüsusiyyətləri və şiteristikası, lakin burada əsas xassələri nəzərdən keçirmək maraqlıdır.

A. Allosterik fermentlərin kataliz etdiyi reaksiyaların kinetikası:

Ümumiyyətlə, allosterik fermentlərin xüsusi kinetik xassələri var və substratın konsentrasiyasından asılı olaraq sürətin dəyişməsini öyrənərkən əksər fermentlərdə olduğu kimi bərabərtərəfli hiperbolanın budağı deyil, siqmoid əyrisi əldə edilir. Bu S formalı əyri kooperativ effekti, yəni ən azı 2 substrat molekulunun fermentlə qarşılıqlı əlaqədə olmasını və birinci molekulun bağlanmasının ikincininkini asanlaşdırdığını əks etdirir.

Çox tez-tez belə bir əməkdaşlıq təsiri allosterik effektorların bağlanmasında da özünü göstərir (şək. 8-13-ə baxın), bu, ilk allosterik aktivatorun (və ya inhibitorun) molekulunun bağlanmasının ikincinin bağlanmasına üstünlük verdiyini göstərir. Bu nəticələr artıq bir fermentin molekulunda birdən çox katalitik sahənin və birdən çox allosterik sahənin olduğunu göstərir və allosterik fermentlərin polimer və ya oliqomer təbiətini nəzərdə tutur.

Biz allosterik effektorun harada bağlandığını göstərməmişik, lakin ferment-substrat qarşılıqlı təsirinin spesifikliyi haqqında biliklərimiz və substrat və effektor arasında struktur oxşarlığının olmaması ilə bağlı müşahidələrimiz göstərir ki, allosterik effektorlar aktiv sahələrə deyil, allosterik saytlar adlanan müxtəlif saytlar.

Substrat və ya allosterik inhibitorun funksiyası kimi fermentativ aktivliyi ifadə edən əyrilərin sigmoid təbiətini nəzərə alsaq (bax. Şəkil 8-13), buna görə də inhibitor konsentrasiyası artdıqda və ya substrat konsentrasiyası artdıqda bir hədd effekti olur.

Həddindən aşağı [S] (şək. 2-12) və ya [I] artımı sürətin əhəmiyyətli dəyişikliyinə səbəb olmur, lakin eşikdən kənarda [S] və ya [I] nisbətində kiçik artım üçün sürət əhəmiyyətli dərəcədə dəyişir. ]. Bu, hüceyrəyə fermentativ aktivliyi [S] və ya [I]-nin nisbətən kiçik dəyişmələrinə uyğun olaraq tənzimləməyə imkan verir, lakin bu, iştirak edən metabolitlərin hüceyrədaxili və şilyar konsentrasiyalarına uyğun gələn kritik konsentrasiya zonasında baş verir.

B. Allosterik Effektorların Fəaliyyəti:

Allosterik inhibitorların müxtəlif növləri mövcuddur və Lineweaver-Burk süjetindən istifadə etməklə, bəzi allosterik inhibitorların rəqabətli, digərlərinin isə qeyri-rəqabətli tipdə olması müşahidə olunur. Ancaq adi fermentlərin rəqabətli inhibəsini öyrənərkən gördüklərimizin əksinə olaraq, S və I arasında fermentin aktiv yeri üçün heç bir rəqabət yoxdur (çünki onların struktur analoqu yoxdur).

Desensibilizasiya və alt bölmələrin fraksiyalaşdırılması təcrübələrində göstərildiyi kimi, iki növ inhibitor aktiv yerlərdən fərqli olaraq allosterik yerlərə bağlanır. Qeyri-rəqabətli al&şilosterik inhibitor vəziyyətində, E-I vermək üçün I-nin bir fermentin allosterik sahəsinə bağlanması S-in bağlanmasına hələ də E-S-I-i verməyə imkan verən konformasiya dəyişikliyinə səbəb ola bilər, lakin 1/Vmaks artır, buna görə də Vmaks aşağıdır.

Rəqabətli inhibitorun allosterik sahəyə bağlanması zamanı uyğunlaşma dəyişikliyi, allosterik keçid baş verir ki, bu da S-nin artıq bağlana bilməyəcəyi aktiv sahədə əks-səda doğurur. -1/K azalma varm, yəni K-nin artmasım, başqa sözlə, fermentin S-ə yaxınlığının azalması. 1/V artması ilə xarakterizə olunan qarışıq inhibisyon növü mövcuddur.maks yəni V-nin azalmasımaks, həmçinin K-nin artmasım, yəni fermentin S-ə yaxınlığının azalması.

Bir aktivatorun bağlanması nəticəsində yaranan allosterik keçidin substratın bağlanmasına necə üstünlük verdiyini gördük. Fermentin konformasiyasının bu dəyişməsi K-nin azalmasına səbəb olurm, yəni S-ə yaxınlığın artması.

Reaksiyanın kinetikasını əks etdirən əyri siqmoid formadan hiperbolik formaya dəyişə bilər (Şəkil 2-12-dəki əyri 2-ə baxın), lakin çox ehtiyatlı olmaq lazımdır, çünki bəzi hallarda reaksiyanın ardıcıllığının bu dəyişməsi göstərilmişdir. reaksiya yalnız aydın idi (bu, əyrinin birinci hissəsində sigmoid xarakterini göstərməyən qeyri-dəqiqliyə görə idi).

C. Allosterik fermentlərin desensibilizasiyası və dissosiasiyası:

Allosterik fermentlər ya mutasiyadan sonra, ya da in vitro şəraitdə fiziki və ya kimyəvi müalicə ilə allosterik effektorlara qarşı həssaslaşdırıla bilər: pH-ın dəyişməsi, temperatur, sidik cövhəri, civə agentləri, proteolitik fermentlər və s.

Bu desensitizasiya ümumiyyətlə katalitik fəaliyyətə təsir göstərmir ki, bu da ayrı-ayrı katalitik və allosterik yerlərin fərziyyəsini dəstəkləyir. Bu, tez-tez sigmoid formadan hiperbolik "Michaelian" formasına dəyişən kinetikanın modifikasiyası ilə əks olunur. Fermentin katalitik aktivliyi qoruyub saxlaması, lakin artıq allosterik sahəyə qarşı həssas olmaması faktı əvvəlcə katalitik sahəyə təsir etməyən allosterik sahənin dəyişməsinin (desensibilləşdirici agent tərəfindən) əlaməti kimi izah edilmişdir.

Reallıqda, tənzimləyici təsirlərin özünü göstərməsi üçün təkcə allosterik sahələr bütöv olmalı və effektorlar bu yerlərə bağlana bilməlidir, həm də allosterik keçidi və xüsusən də əks-təsirliliyi təmin edəcək fermentin uyğunluğu qorunmalıdır. katalitik sahə — allosterik sahəyə təsir edən hadisə.

Əslində, bəzi hallarda müşahidə edilmişdir ki, desensibilizasiyadan sonra effektor hələ də allosterik sahəyə bağlana bilər, əksinə, fermentin məkan strukturunun modifikasiyası ilə əlaqədar müxtəlif katalitik yerlər arasında qarşılıqlı əlaqənin itməsi müşahidə edilmişdir. eyni ferment molekulunun, onun müxtəlif allosterik yerləri arasında və katalitik və allosterik yerləri arasında, beləliklə, allosterik keçidin qarşısını alır.

Bu allosterik keçid promotorları bir-birinə birləşdirən bağların modifikasiyasından ibarətdir ki, bu da fermentin rahat vəziyyətdən məhdud vəziyyətə və ya əksinə keçməsini təmin edir (bax. 8-14).

Substrat və inhibitor üçün ayrı-ayrı sahələrin mövcudluğu bir çox hallarda eksperimental olaraq təsdiqlənir, allosterik fermenti bəziləri katalitik yerləri, digərləri isə allosterik yerləri daşıyan fərqli alt bölmələrdə dissosiasiya etmək mümkün olduqda xüsusilə aydın olur.

Bu, məsələn, CTP tərəfindən inhibə edilən və ATP tərəfindən aktivləşdirilən, istilik və ya sidik cövhəri ilə desensibilizasiya edilə bilən, eyni zamanda civə agentləri tərəfindən dissosiasiya edilə bilən aspartat transkarbamilazaya aiddir: yerli ferment (molekulyar çəki = 310 000) 6-dan ibarətdir. katalitik aktivliyə malik polipeptid zəncirləri (molekulyar çəki = 33 000) və hər birinin substratın bağlanması üçün bir yerə malik olan və 6 CTP-nin bağlanmasına imkan verən 6 tənzimləyici zəncir (molekulyar çəki = 17 000).

Katalitik alt bölmələri təcrid etdikdə, onların xüsusi aktivliyinin (vahid vaxtda çevrilən substratın miqdarı, zülalın miqdarına istinad edilir) yerli fermentdən daha çox olduğu müşahidə olunur, bu təəccüblü deyil, çünki tənzimləyici alt elementlərin aradan qaldırılması. -units - kataliz prosesində qeyri-aktiv - yalnız katalitik nöqteyi-nəzərdən nəzərə alınarsa, bir növ fermentin təmizlənməsidir.

D. Monod modeli, Wyman arid Changeux:

Allosterik fermentlərin tədqiqi zamanı müşahidə olunan hadisələri izah etmək üçün bu müəlliflər mühüm xüsusiyyətləri aşağıdakı kimi olan bir model təklif etdilər:

1. Allosterik fermentlər oliqomerlərdir ki, onların protomerləri molekul ən azı bir simmetriya oxundan ibarət olsun (protomer hər bir liqand üçün, yəni bağlana bilən hər bir maddə üçün, yəni substrat üçün bağlanma yeri olan struktur kimi müəyyən edilir). , aktivator və inhibitor - və fermentin dissosiasiyası nəticəsində yaranan və ehtiva edə bilən alt vahidlə səhv salınmamalıdır - aspartat-transkarbamilaza vəziyyətində olduğu kimi - yalnız bir yer, katalitik və ya allosterik)

2. Hər bir protomer liqandın hər bir kateqoriyası ilə bir xüsusi kompleksin əmələ gəlməsinə imkan verən yalnız bir sahəyə malikdir.

3. Allosterik ferment fərqli, lakin bir-birinə çevrilə bilən konformasiyalara malik ola bilər. Biri tez-tez rahat vəziyyətdən və məhdud vəziyyətdən danışır. Bu vəziyyətlər tarazlıqdadır və ya protomerlər arasında bağların paylanması və enerjisi (bu, neft protomerlərinin tətbiq etdiyi məhdudiyyətləri müəyyən edir) və ya müxtəlif yerlərin müvafiq liqandlara yaxınlığı ilə fərqlənir.

Şəkil 8-14 modeli təsvir etmək üçün sadə diaqramı göstərir - yalnız 2 protomerlə. Əvvəlcə liqandlardan biri (məsələn, substrat) bu 2 formadan birinə daha çox yaxınlığa malikdirsə, bu liqandın nisbətən kiçik konsentrasiyası substratın bağlanmasına imkan verəcəksə, əvvəlcə rahat forma ilə məhdud forma arasında tarazlıq yaranır. molekulu kon­sidered formanın protomerinə çevirir ki, bu da tarazlığı bu formanın xeyrinə dəyişəcək və substratın bağlanmasını asanlaşdıracaq.

Lakin tarazlığın tərs istiqamətdə dəyişməsi üçün antaqonist liqandın (burada inhibitor) konsentrasiyasının artması kifayətdir. Allosterik hadisələr geri çevrilir və müxtəlif liqandların konsentrasiyalarından asılıdır. Belə bir model, sürətin [S] və ya [I] funksiyası kimi ifadə edildiyi zaman siqmoid əyrinin alınması faktını izah edir.

Əncirin diaqramı. 8-14 K tipli allosterik ferment üçün etibarlıdır. Bu halda, substrat olmadıqda, tarazlıq substrat üçün aşağı yaxınlığa malik olan formanın lehinədir. Lakin yuxarıda müşahidə edildiyi kimi, [S] in&uçarlaşdıqda, tarazlıq S-ə daha çox yaxınlıq göstərən formanın xeyrinə dəyişir.

Əksinə, tarazlıq inhibitor tərəfindən S-ə aşağı yaxınlığa malik formanın xeyrinə dəyişir və allosterik keçid məhz bu tarazlığın dəyişməsindən ibarətdir. Buna görə də, inhibitor fermentin S-ə yaxınlığını azaldır (Ks artır), və əksinə, substrat fermentin inhibitora olan yaxınlığını azaldır (K, artır), buradan K tipli ferment adını alır.

Allosterik zülalların kinetik xüsusiyyətlərini izah etmək üçün başqa modellər təklif edilmişdir. Koshland, Nemeti və Filmer tərəfindən təklif olunan induksiya edilmiş uyğunluq modelinə görə, liqand olmadıqda zülal üçün yalnız bir konfiqurasiya var, belə görünür ki, liqandın bağlanması protomerin uyğun və şitsional modifikasiyasına səbəb olur, bu da protomerlər arasındakı qarşılıqlı əlaqəni dəyişdirir. alt bölmələr və katalitik xassələri dəyişir.

Belə görünür ki, üçüncü və dördüncü quruluş adlandırdığımız fermentativ zülalın konformasiyası müstəsna olaraq ilkin quruluşla müəyyən edilmir. Əslində kiçik molekulların (substratlar, aktivatorlar, inhibitorlar) xüsusi yerlərə bağlanaraq zülalın məkan strukturunda cüzi dəyişikliklərə səbəb ola bildiyi müşahidə edilir.

2. Əsas rejimlər Əsasnamə:

1. Əks əlaqənin inhibəsi bu seriyanın son məhsulu olan metabolit tərəfindən reaksiya seriyasının birinci fermentinin inhibə edilməsindən ibarətdir. Buna görə də bu metabolitin hüceyrədaxili konsentrasiyası onun öz biosintezinin sürətinə nəzarət edir. Aşağıda düz və budaqlanmış reaksiya seriyalarında əks əlaqənin inhibəsini nəzərdən keçiririk.

2. Substratın prekursoru və ya substratın özü tərəfindən fermentin aktivləşdirilməsi.

3. Terminal metabolitinin deqradasiya məhsulu ilə aktivləşməsi bu metabolit konsentrasiyasının yeni artmasına səbəb olur (məsələn, yüksək enerji potensiallı maddə ola bilər).

4. A və B eyni makromolekulların sintezi üçün zəruri olduqda, müstəqil sıra ilə sintez edilən B metabolitinə aparan metabolik seriyalı bir fermentin aktivləşdirilməsi, bu da prekursorların koordinasiyalı istehsalına imkan verir. (nükleotidlər vəziyyətində).

Allosterik fermentin fəaliyyəti bu tənzimləyici rejimlərdən bir neçəsi ilə idarə oluna bilər. Beləliklə, pirimidin nukleotidlərinin sintezinə aparan yolun ilk fermenti olan aspartat transkarbamilaza, bir terminal məhsul (CTP) tərəfindən əks əlaqədir və inhibe edilir, substrat tərəfindən aktivləşdirilir və həmçinin ATP ilə aktivləşdirilir, ribonukleozid trifosfat ilə birlikdə tələb olunur. RNT-lərin biosintezi üçün UTP və CTP –.

3. Düz və budaqlanmış reaksiya zəncirlərində əks əlaqənin qarşısının alınması:

A. Düz Reaksiya zəncirlərində əks əlaqənin qarşısının alınması:

Düz metabolik ardıcıllıqla, ümumiyyətlə birinci fermentdir (E1) tənzimləyici fermentdir, yəni allosterik tipli nəzarətə məruz qalan ferment. “Birinci ferment” dedikdə, ümumiyyətlə, müəyyən edilmiş metabolik yollara xas olan ilk reaksiyanı kataliz edən fermenti başa düşmək lazımdır.

Məsələn, pirimidin ribo və şinukleotidlərin biosintezi zamanı, bu iki birləşmə karbamil-fosfat və ya aspartatın sintezinə imkan verən bir ferment deyil, əks əlaqə nəzarətinə məruz qalan aspartat transkarbamilazadır, eyni zamanda onların birləşməsi digər metabolik yollara daxil ola bilər. karbamil aspartat vermək həqiqətən pirimidin nukleotidlərinə xüsusi aparan ilk reaksiyadır. Zəncirin birinci fermenti ümumiyyətlə son məhsul tərəfindən inhibə edilən yeganə fermentdir, buna görə də onun fəaliyyəti bütün reaksiyalar ardıcıllığının fəaliyyətini müəyyən edir.

Bu fermentin reaksiyalar zəncirinin son məhsulu tərəfindən inhibə edilməsi açıq maraq doğurur. Bu son məhsul həddindən artıq olduqda, onun birinci fermentə göstərdiyi inhibə edici təsir bu ilk reaksiyanın sürətini azaldır və nəticədə öz biosintezini məhdudlaşdırır. Bir sıra biosintetik reaksiyalar adətən enerji tələb etdiyi üçün bu tənzimləmə prosesi hüceyrəyə enerjiyə qənaət etməyə imkan verir.

Bununla belə, bu iqtisadiyyat repressiya prosesi ilə əldə ediləndən daha kiçikdir: X maddəsi artıq olduqda, repressiya hüceyrəyə təkcə X-in biosintez reaksiyalarını deyil, həm də genlərin mRNT-yə transkripsiyasını və transkripsiyasını və transkripsiyasını dayandırmağa imkan verir. polikistronik mRNT-ni X-in biosintezi üçün lazım olan fermentlərə çevirir, əks əlaqə inhibəsində isə tələb olunan fermentlər mövcuddur, lakin fəaliyyət göstərmir.

Əksinə, əks əlaqənin qarşısının alınması repressiyadan daha sürətli bir proses kimi görünür. X maddəsinin artıqlığı dərhal X-ə aparan reaksiyalar zəncirinin ilk fermentini maneə törədə bilər, halbuki repressiyanın təsiri yalnız hüceyrədə mövcud olan fermentlərin və mRNT molekullarının yoxa çıxmasından sonra - katabolizm yolu ilə özünü göstərir. dəyişdirilmir, çünki müvafiq genlərin ifadəsi bloklanır).

Yuxarıda qeyd edildiyi kimi, allosterik keçid fenomeninə, yəni tarazlıq vəziyyətinin fermentin iki konformasiyasından birinin xeyrinə dəyişməsinə əsaslanan geri besleme və geri çəkilmə inhibisyonu asanlıqla geri dönən bir prosesdir, kiçik dəyişikliklərə çox həssasdır. liqandların konsentrasiyaları müəyyən həddən artıqdır və buna görə də böyük çeviklik ilə xarakterizə olunur.

B. Budaqlanmış reaksiya zəncirlərində əks əlaqənin qarşısının alınması:

Əks əlaqənin inhibəsi budaqlanmış reaksiyalar zəncirləri vəziyyətində xüsusi problemlər yaradır, burada aprior şəkildə qorxmaq olar ki, budaqlardan birinin son məhsulunun artıqlığı - zəncirin ilk fermentini maneə törədirsə - maddələrin sintezinin dayandırılmasına səbəb ola bilər. digər budaqlar tərəfindən istehsal olunur, mütləq artıq olmayan maddələr.

Bu problemləri öyrənmək üçün aspartatdan alınan amin turşularının biosintezindən nümunə götürəcəyik, bu, sadələşdirilmiş diaqramın köməyi ilə onların tənzimlənməsini öyrənməyə imkan verəcəkdir.

a) Budaqlarla məhdudlaşan rəyin qarşısının alınması:

Şəkil 8-15-də göstərildiyi kimi, budaqlanmanın son məhsulu olan amin turşusu yalnız onun biosintezinə aparan reaksiyalar ardıcıllığının birinci mərhələsini maneə törədə bilər. Buna görə də digər amin turşularının biosintezi təsirlənmir. Lizin, dihidro-dipikolinat sintetaza, treonin homoserin kinazı (HK), metionin homoserin süksinləşməsini, izolösin isə treonin deaminazanı (TD) inhibə edir.

b) İzo-enzimatik nəzarət:

E.coli-də üç aspartokinaz (AK) müəyyən edilmiş və şitləşdirilmişdir ki, onların hər biri spesifik repressiya mexanizmi ilə tənzimlənir və ikisi də spesifik olan əks əlaqə inhibəsinə məruz qalır.

Bundan əlavə, tənzimləmələri aşağıdakı cədvəldə göstərildiyi kimi ilk iki aspartokinaza ilə eyni olan 2 homoserin dehidrogenaz (HSDH) var:

Göstərilmişdir ki, iki katalitik fəaliyyət AK I və HSDH I bir və eyni polipeptid zənciri ilə aparılır, eyni şey AK II və HSDH II fəaliyyətlərinə də aiddir. Aydındır ki, məsələn, aspartokinaz vəziyyətində, sintezi və fəaliyyəti müxtəlif son məhsullar tərəfindən idarə olunan 3 izoenzimin mövcudluğu hüceyrəyə imkan verir - aspartokinazlardan birinin biosintezi repressiya edildikdə və ya aktivliyi inhibə edildikdə. bir amin turşusunun yüksək konsentrasiyasına görə - təsirlənməyən digər iki aspartokinaz sayəsində aspartatdan əldə edilən digər amin turşularını sintez etməyə davam etmək. Bu ilk reaksiyanı kataliz edən 3 izofermentin mövcudluğu müxtəlif son məhsullar tərəfindən müstəqil tənzimləməyə imkan verir (şək. 8-16).

c) Razılaşdırılmış və ya Çoxvalentli Əlaqənin qarşısının alınması:

Rhodopseudomonas və ya Bacillus cinsinin bəzi orqanizmlərində yalnız bir aspartokinaz var ki, o, terminal məhsullardan yalnız birinin (Lys, Thr, Ile) artıqlığı ilə təsirlənmir, lakin həm lizin, həm də treonin artıq olduqda əks əlaqəni maneə törədir. . Bununla belə, bu razılaşdırılmış əks əlaqənin inhibəsi ümumi deyil, bu da metioninin sintezinə imkan verir.

Aspartatdan əldə edilən amin turşularının bu şaxələnmiş biosintez zəncirində bəzi orqanizmlərdə digər nəzarət imkanları mövcuddur. Onların hamısını tədqiq edə bilmərik, lakin tədqiq etdiyimiz tənzimləmə növləri göstərir ki, budaqlar təqdim edən metabolik yollarda tənzimləmənin yaratdığı xüsusi problemləri həll etmək üçün təkamül zamanı canlı orqanizmlər tərəfindən müxtəlif mexanizmlər seçilib.


Rəqabətin qarşısının alınması

  • Henry Jakubowski tərəfindən töhfə
  • St. Benedict/St. Kollecində professor (Kimya). John Universiteti

Substrat ((S)) və inhibitor ((I)) fermentdə eyni yerə bağlandıqda rəqabətli inhibə baş verir. Əslində, onlar aktiv sayt üçün rəqabət aparır və bir-birini istisna edən bir şəkildə bağlanırlar. Bu, aşağıdakı kimyəvi tənliklərdə və molekulyar cizgi filmində təsvir edilmişdir.

Eyni kinetik məlumatları verəcək başqa bir inhibe növü var. Əgər (S) və (I) müxtəlif saytlara bağlanıbsa və (S) (E) ilə bağlanıb (E)-də elə bir konformasiya dəyişikliyi yaratmışsa ki, (I) mümkün olmayacaq. bağlayır (və əksinə), onda (S) və (I) birləşmələri bir-birini istisna edir, buna deyilir allosterik rəqabət inhibisyonu.

İnhibisyon tədqiqatları adətən (I) və dəyişən (S) konsentrasiyaların bir neçə sabit və doymayan konsentrasiyalarında aparılır. Anlamaq üçün əsas kinetik parametrlər Vm və (K_m). Tənliyin əldə edilməsinin asanlığı üçün fərz edək ki, I geri dönən və sürətli tarazlıq ilə E ilə, Kis dissosiasiya sabiti ilə bağlanır. "is" alt işarəsindəki "s" işarəsi onu göstərir ki, y kəsişməsi sabit qalarkən 1/v vs 1/S Lineweaver Burk planının mailliyi dəyişir. Kis də K adlanıric burada "c" alt işarəsi rəqabətli inhibə sabitini ifadə edir.

Anlamaq üçün əsas kinetik parametrlər (V_m) və (K_m). Tənliyin əldə edilməsinin asanlığı üçün fərz edək ki, (I) tərs şəkildə və sürətli tarazlıqda (E) ilə, (K_) dissosiasiya sabiti ilə bağlanır.). Üst mexanizmə nəzər saldıqda belə görünür ki, (I) olduqda belə, (S) sonsuza qədər artdıqca, bütün (E) (ES)-ə çevrilir. Yəni, (I)-nin bağlaya biləcəyi sərbəst (E) yoxdur. İndi bunu xatırla

[V_m= k_E_o.] Bu şərt altında [ES = E_o] və [v = V_m.] Beləliklə, (V_m) dəyişdirilmir, lakin aydın (K_m) ( (K_))) olacaq.

Bunu başa düşmək üçün Le Ch & acirc telier Prinsipindən istifadə edə bilərik. Əgər (I) ES-ə deyil, tək başına (E) ilə bağlanarsa, o, (E + S ightleftharpoons ES) tarazlığını sola keçirəcək, bu da (K_) artımına təsir edəcək.) (yəni, (E) və (S) yaxınlığının azaldığı görünür.). İkiqat qarşılıqlı süjet (Lineweaver Burk süjeti) maneəni vizuallaşdırmaq üçün əla bir yol təqdim edir. (I) varlığında (V_m) dəyişmir, lakin (K_m) artdığı görünür. Buna görə də, (1/K_m), süjetdəki x kəsişmə nöqtəsi daha kiçik və 0-a yaxınlaşacaq. Buna görə də qrafiklər eyni y kəsişməsi ((1_/V_m)) olan bir sıra xətlərdən ibarət olacaq. ) və (I) artdıqca x ((-1/K_m)) 0-a yaxınlaşır. Bu kəsişən süjetlər rəqabət inhibesinin əlamətidir.

Qeyd edək ki, bu bölmədə müzakirə edilən ilk üç inhibə modelində Lineweaver-Burk süjetlər inhibitorun olması və olmaması ilə xətti olur. Bu onu göstərir ki, (v) və (S) hər bir halda hiperbolik olacaq və hər biri potensial olaraq fərqli görünən (V_m) və (K_m olan Michaelis Menton tənliyinin adi formasına uyğun olacaq. ) dəyərlər.

Rəqabətli inhibitorun reaksiyanın sürətinə təsirini göstərən yuxarıdakı diaqramda göstərilən tənlik əldə edilə bilər. Yeganə dəyişiklik (K_m) şərtinin (1+I/K_) əmsalı ilə vurulmasıdır.). Beləliklə (K_ = K_m(1+I/K_)). Bu onu göstərir ki, görünən (K_m) proqnozlaşdırdığımız kimi artır. (K_) inhibitorun ikiqat qarşılıqlı planın yamacına təsir etdiyi inhibitor dissosiasiya sabitidir.

Wolfram Mathematica CDF Player - Rəqabətli Inhibition v vs S (pulsuz plagin tələb olunur)

4/6/14Wolfram Mathematica CDF Player - Rəqabətli Qadağa - Lineweaver Burk (pulsuz plagin tələb olunur)

Əgər verilənlər (v_o) qarşı (log S) kimi tərtib edilsəydi, biz (ML) ilə (log,L) diaqramında gördüyümüz kimi qrafiklər siqmoidal olardı. Fəsil 5B. Rəqabətli inhibitor vəziyyətində, inhibitorun müxtəlif sabit konsentrasiyalarının mövcudluğunda ( v_o) vs/ (log , S) qrafiki hər biri eyni ( olan bir sıra sigmoidal əyrilərdən ibarət olacaqdır. V_m), lakin fərqli görünən (K_m) dəyərlərlə (burada (K_) = K_m(1+I/K_)), tədricən sağa sürüşdü. Enyzme kinetik məlumatları nadir hallarda bu şəkildə tərtib edilir, lakin (M + L ightleftharpoons ML) tarazlığı üçün sadə bağlama məlumatları, müxtəlif inhibitor konsentrasiyalarının varlığında olur.

Sadə bağlama tarazlığı haqqında müzakirəmizi yenidən nəzərdən keçirin, (M + L ightleftharpoons ML). L logunun funksiyası olaraq nə qədər bağlı olduğunu və ya kəsr doymasını bilmək istəyəndə üç nümunəni nəzərdən keçirdik.

  1. (L = 0.01 K_d) (yəni (L ll K_d)), bu (K_d = 100L) deməkdir. Sonra [Y = dfrac<[K_d+L]>= dfrac<[100L + L]>&asymp1/100.] Bu o deməkdir ki, faktiki [L]-dən asılı olmayaraq, əgər (L = 0.01 K_d), onda Y &asymp0.01.
  2. (L = 100 K_d) (yəni (L gg K_d)), yəni (K_d = L/100). Sonra [Y = dfrac<[K_d+L]>= dfrac<[(L/100) + L]>= dfrac<100L><101L>&asymp 1.] Bu o deməkdir ki, faktiki ([L]-dən asılı olmayaraq, əgər (L = 100 K_d), sonra (Y &asymp1).
  3. (L = K_d), sonra (Y = 0.5.)

Bu ssenarilər göstərir ki, əgər L 4 böyüklük dərəcəsindən çox dəyişirsə ((0,01 K_d < K_d < 100K_d)) və ya log baxımından

[-2 + log , K_d < log, K_d< 2 + log , K_d) ,]

(K_d) ölçüsündən asılı olmayaraq, Y təxminən 0 - 1 arasında dəyişir.

Başqa sözlə, L log (K_d) ilə +2 dəyişdikdə Y 0-1 arasında dəyişir. Beləliklə, getdikcə daha yüksək olan (K_d) (aşağı yaxınlıq) bir sıra bağlama reaksiyaları üçün (Y) ilə (log L) diaqramları tədricən sağa sürüşən bir sıra eyni sigmoidal əyriləri aşkar edərdi. , aşağıda göstərildiyi kimi.

The same would be true of (v_o) vs. (S) in the presence of different concentration of a competitive inhibitor, for initial flux, (J_o) vs. ligand outside, in the presence of a competitive inhibitor, or (ML) vs. (L) (or (Y) vs. (L)) in the presence of a competitive inhibitor.

Wolfram Mathematica CDF Player - Competitive Inhibition v vs logS (free plugin required)

In many ways plots of v0 vs lnS are easier to visually interpret than plots of v0 vs S . As noted for simple binding plots, textbook illustrations of hyperbolas are often misdrawn, showing curves that level off too quickly as a function of [S] as compared to plots of v0 vs lnS, in which it is easy to see if saturation has been achieved. In addition, as the curves above show, multiple complete plots of v0 vs lnS at varying fixed inhibitor concentration or for variant enzyme forms (different isoforms, site-specific mutants) over a broad range of lnS can be made which facilitates comparisons of the experimental kinetics under these different conditions. This is especially true if Km values differ widely.

Now that you are more familiar with binding, flux, and enzyme kinetics curves, in the presence and absence of inhibitors, you should be able to apply the above analysis to inhibition curves where the binding, initial flux, or the initial velocity is plotted at varying competitive inhibitor concentration at different fixed concentration nonsaturating concentrations of ligand or substrate. Consider the activity of an enzyme. Lets say that at some reasonable concentration of substrate (not infinite), the enzyme is approximately 100% active. If a competitive inhibitor is added, the activity of the enzyme would drop until at saturating (infinite) (I), no activity would remain. Graphs showing this are shown below.

Figure: Inhibition of Enzyme Activity - % Activity vs log [Inhibitor]

A special case of competitive inhibition: the specificity constant: In the previous chapter, the specificity constant was defined as kcat /KM which we also described as the second order rate constant associated with the bimolecular reaction of (E) and (S) when (S ll K_M). It also describes how good an enzyme is in differentiating between different substrates. If has enzyme encounters two substrates, one can be considered to be a competitive inhibitor of the other. The following derivation shows that the ratio of initial velocities for two competing substrates at the same concentration is equal to the ratio of their (k_/K_M) values.


Advances in Radiation Biology

B Specific Binding of RNA Polymerase to Various DNA Templates Is Not Affected Even at Very High UV Doses

Competitive inhibition of synthesis to RNA from nonirradiated DNA by the presence of UV-irradiated DNA was utilized as a measure of the binding of RNA polymerase to UV-irradiated T4 DNA ( Sauerbier və başqaları, 1970 ). These studies employed the following concept: The rate of RNA synthesis with a mixture of DNA templates, one-half of which is nonirradiated and the other half irradiated, should be one-half the sum of the individual rates of RNA synthesis with either template, (RO + RUV)/2, provided that UV irradiation has not altered the binding of RNA polymerase to DNA and that the reaction is saturated with each template. Reduced polymerase binding to UV-irradiated DNA would be indicated by resultant rates higher than (RO + RUV)/2. (Here, RO stands for the rate of RNA synthesis with the nonirradiated DNA template and RUV for the rate observed with the irradiated template.) As Fig. 2 shows, binding of E. coli RNA polymerase to DNA of bacteriophage T4 is not measurably affected by UV doses up to approximately 1000 ergs/mm 2 . This dose is equivalent to about 150 lethal hits to T4vx ( Harm, 1963 ), or about 220 thymine dimers in the early region of the T4 genome ( Sauerbier, 1964 Sauerbier və başqaları, 1970 ), or about three to four phage-lethal hits per T4 scripton comprised of an average of three to four genes ( Stahl və başqaları, 1970 Sauerbier və başqaları, 1970 Hercules and Sauerbier, 1973 O⟺rrell and Gold, 1973 ). Clearly, loss of binding of RNA polymerase to UV-irradiated DNA contributes little, if at all, to the loss of viability of T4.

Şəkil 2. In vitro rates of RNA synthesis with nonirradiated T4 DNA, UV-irradiated T4 DNA and mixtures of nonirradiated and UV-irradiated T4 DNA. Curve A: (•) kinetics of [ 3 H] ATP incorporation with 34 μg/ml unirradiated T4 DNA (○) with 34 μg/ml DNA present at the onset of incubation and additional 34 μg/ml added 8 min later. Curve B: (▪) same as curve A (•) but with 940 ergs/mm 2 irradiated T4 DNA (□) same as curve A (○) but with 940 ergs/mm 2 irradiated T4 DNA. Curve E: one-half the sum of the rates of synthesis with unirradiated (A) and with 940 ergs/mm 2 irradiated T4 DNA (B). Curve C: (Δ) RNA synthesis with 34 μg/ml unirradiated DNA present at the onset of incubation and 34 μg/ml of 940 ergs/mm 2 unirradiated DNA added 8 min later. Curve D: (▴) same as curve C, except that 34 μg/ml of 940 ergs/mm 2 irradiated DNA were added first and the unirradiated 34 Mg/ml were added 8 min later. The specific activity of [ 3 H] ATP was 1 Ci/mole, and the concentration of RNA polymerase 10.15 μg/ml. Ordinate gives the nmoles ATP incorporated in 0.2-ml aliquots. Abscissa gives the time of incubation at 37°C.

From Sauerbier və b. (1970) with permission of Elsevier Publishing Company. Copyright © 1970

Inspection of Fig. 2 shows a resultant rate of RNA synthesis that is actually less than one-half the sum of the rates with either template. This has been interpreted as a slowdown in release of RNA polymerase from the UV-irradiated template DNA and not as an increased binding to UV-irradiated DNA ( Sauerbier və başqaları, 1970 ). Since this interpretation agrees with other observations on the transcription of UV-irradiated DNA [no loss of RNA polymerase binding ( Ishihama and Kameyama, 1967 Chamberlin and Ring, 1970 ), no effect on the rate of RNA chain initiation during the first 10 min of polymerization ( Sauerbier və başqaları, 1970 ), and effective recycling of RNA polymerase ( Michalke and Bremer, 1969 Sauerbier və başqaları, 1970 )], it seems to be correct.

No loss of binding of E. coli RNA polymerase to E. coli DNA has been reported by Ishihama and Kameyama (1967) and no loss of T7 RNA polymerase binding to T7 DNA up to 80,000 ergs/mm 2 was reported by Chamberlin and Ring (1973) . These latter authors argued that the number of polymerase binding sites does not increase as a consequence of UV irradiation to T7 DNA. In contrast to the observations made with UV-irradiated bacterial and bacteriophage DNA, formation of new, unproductive binding sites for E. coli RNA polymerase by UV irradiation of calf thymus DNA has been repeatedly reported ( Hagen və başqaları, 1964 Zimmermann və başqaları, 1965 ). Since the initiation of transcription on calf thymus DNA occurs nonspecifically ( Burgess və başqaları, 1969 ) at single-strand breaks ( Hagen və başqaları, 1970 ), the UV effects on binding of polymerase and on RNA chain initiation with this particular template should not be generalized.

Systematic investigations of RNA polymerase binding to UV-irradiated DNA templates, involving several types of RNA polymerase and several types of DNA templates and covering a wide dose range, are still lacking, although the DNA binding assay to nitrocellulose filters via RNA polymerase ( Jones and Berg, 1966 Hagen və başqaları, 1970 ) should make direct binding observations experimentally quite feasible (at least for RNA polymerases which bind strongly to the DNA template).


Advances in Radiation Biology

B Specific Binding of RNA Polymerase to Various DNA Templates Is Not Affected Even at Very High UV Doses

Competitive inhibition of synthesis to RNA from nonirradiated DNA by the presence of UV-irradiated DNA was utilized as a measure of the binding of RNA polymerase to UV-irradiated T4 DNA ( Sauerbier və başqaları, 1970 ). These studies employed the following concept: The rate of RNA synthesis with a mixture of DNA templates, one-half of which is nonirradiated and the other half irradiated, should be one-half the sum of the individual rates of RNA synthesis with either template, (RO + RUV)/2, provided that UV irradiation has not altered the binding of RNA polymerase to DNA and that the reaction is saturated with each template. Reduced polymerase binding to UV-irradiated DNA would be indicated by resultant rates higher than (RO + RUV)/2. (Here, RO stands for the rate of RNA synthesis with the nonirradiated DNA template and RUV for the rate observed with the irradiated template.) As Fig. 2 shows, binding of E. coli RNA polymerase to DNA of bacteriophage T4 is not measurably affected by UV doses up to approximately 1000 ergs/mm 2 . This dose is equivalent to about 150 lethal hits to T4vx ( Harm, 1963 ), or about 220 thymine dimers in the early region of the T4 genome ( Sauerbier, 1964 Sauerbier və başqaları, 1970 ), or about three to four phage-lethal hits per T4 scripton comprised of an average of three to four genes ( Stahl və başqaları, 1970 Sauerbier və başqaları, 1970 Hercules and Sauerbier, 1973 O⟺rrell and Gold, 1973 ). Clearly, loss of binding of RNA polymerase to UV-irradiated DNA contributes little, if at all, to the loss of viability of T4.

Şəkil 2. In vitro rates of RNA synthesis with nonirradiated T4 DNA, UV-irradiated T4 DNA and mixtures of nonirradiated and UV-irradiated T4 DNA. Curve A: (•) kinetics of [ 3 H] ATP incorporation with 34 μg/ml unirradiated T4 DNA (○) with 34 μg/ml DNA present at the onset of incubation and additional 34 μg/ml added 8 min later. Curve B: (▪) same as curve A (•) but with 940 ergs/mm 2 irradiated T4 DNA (□) same as curve A (○) but with 940 ergs/mm 2 irradiated T4 DNA. Curve E: one-half the sum of the rates of synthesis with unirradiated (A) and with 940 ergs/mm 2 irradiated T4 DNA (B). Curve C: (Δ) RNA synthesis with 34 μg/ml unirradiated DNA present at the onset of incubation and 34 μg/ml of 940 ergs/mm 2 unirradiated DNA added 8 min later. Curve D: (▴) same as curve C, except that 34 μg/ml of 940 ergs/mm 2 irradiated DNA were added first and the unirradiated 34 Mg/ml were added 8 min later. The specific activity of [ 3 H] ATP was 1 Ci/mole, and the concentration of RNA polymerase 10.15 μg/ml. Ordinate gives the nmoles ATP incorporated in 0.2-ml aliquots. Abscissa gives the time of incubation at 37°C.

From Sauerbier və b. (1970) with permission of Elsevier Publishing Company. Copyright © 1970

Inspection of Fig. 2 shows a resultant rate of RNA synthesis that is actually less than one-half the sum of the rates with either template. This has been interpreted as a slowdown in release of RNA polymerase from the UV-irradiated template DNA and not as an increased binding to UV-irradiated DNA ( Sauerbier və başqaları, 1970 ). Since this interpretation agrees with other observations on the transcription of UV-irradiated DNA [no loss of RNA polymerase binding ( Ishihama and Kameyama, 1967 Chamberlin and Ring, 1970 ), no effect on the rate of RNA chain initiation during the first 10 min of polymerization ( Sauerbier və başqaları, 1970 ), and effective recycling of RNA polymerase ( Michalke and Bremer, 1969 Sauerbier və başqaları, 1970 )], it seems to be correct.

No loss of binding of E. coli RNA polymerase to E. coli DNA has been reported by Ishihama and Kameyama (1967) and no loss of T7 RNA polymerase binding to T7 DNA up to 80,000 ergs/mm 2 was reported by Chamberlin and Ring (1973) . These latter authors argued that the number of polymerase binding sites does not increase as a consequence of UV irradiation to T7 DNA. In contrast to the observations made with UV-irradiated bacterial and bacteriophage DNA, formation of new, unproductive binding sites for E. coli RNA polymerase by UV irradiation of calf thymus DNA has been repeatedly reported ( Hagen və başqaları, 1964 Zimmermann və başqaları, 1965 ). Since the initiation of transcription on calf thymus DNA occurs nonspecifically ( Burgess və başqaları, 1969 ) at single-strand breaks ( Hagen və başqaları, 1970 ), the UV effects on binding of polymerase and on RNA chain initiation with this particular template should not be generalized.

Systematic investigations of RNA polymerase binding to UV-irradiated DNA templates, involving several types of RNA polymerase and several types of DNA templates and covering a wide dose range, are still lacking, although the DNA binding assay to nitrocellulose filters via RNA polymerase ( Jones and Berg, 1966 Hagen və başqaları, 1970 ) should make direct binding observations experimentally quite feasible (at least for RNA polymerases which bind strongly to the DNA template).


Inhibitors (Competitive and Non-Competitive)

Enzyme is the digestive system to break down the big molecules to small so it can be used by the cell. Enzyme inhibitors are so important especially in medicine to prevent the molecules to be processed and create bad clinical manifestation for example like allergy

Cavab:

competitive inhibitors compete with the actual ligand for the binding site in protein whereas non-competitive inhibitors do not.

İzahat:

inhibitors
is a substance that reduces or decreases the activity of an enzyme. It inhibits the proper functioning of enzyme.

Competitive inhibitors
competitive inhibitors are those which mimics the shape of the actual substrate and binds to the active site.

Figure below explains the functioning, substrate comes and binds to enzyme undergoes product formation and releases the site, making it available for new substrate to come and bind.

when a competitive inhibitor is present which mimics the substrate and binds with the enzyme but is not converted to any product and competes for the enzyme active site with actual substrate.


in simple terms enzymes activity decrease in presence of Competitive inhibitor

in the figure below the enzyme kinetics is low at low concentration of substrate but as the substrate amount increases its activity also reaches back to its normal

Non-competitive inhibitors
Non-competitive inhibitors do not compete for the active site with substrate but does not allow substrate to bind at the active site.

These are actually of two types
1. Allosteric as shown in first figure BELOW, they bind at different position but actually causes change in the active site so new substrate moity cannot bind.
2. in the second figure BELOW the substrate is sterically hindered, blocking the active site so as substrate can not interact with the enzyme.


Şəkil 1

Figure 2 (sorry couldn't find any better resolution)

in simple terms Non-Competitive Inhibitors do not allow the substrate to bind at the active site.

in the figure below the enzyme activity is low at low concentration of substrate but as the substrate amount increases its activity cannot reach the normal level unlike the competitive inhibitor.


Pharmacodynamics

Elaine M Aldred BSc (Hons), DC, Lic Ac, Dip Herb Med, Dip CHM , . Kenneth Vall , in Pharmacology , 2009

Enzyme Inhibition

Most enzyme receptor sites are not completely specific (there is some structural leeway given the number of combinations possible and the mobility of the protein) and a relatively similarly shaped molecule might be able to achieve a ‘close fit’. This creates competition for molecules of a similar shape and the original molecule might find itself unable to find a binding site because it is already occupied. Many drugs are designed to take advantage of this phenomenon.

The various ways in which enzyme function can be affected are not dissimilar to the ways receptor function can be affected. These principles are worth bearing in mind when looking at chemicals that act directly on receptor sites.

• Competitive Inhibition

Competitive inhibition [ Figure 19.2(i) ] is reversible: another molecule competes with the normal substrate and takes its place in the site.

However, when the normal substrate concentration exceeds that of the competing molecule, the situation is more favourable and the normal substrate replaces the competing molecule.

While the competing molecule is in place it blocks the normal action of the enzyme.

Competitive inhibition can be reversed by increasing the substrate concentration.

• Non-competitive Inhibition

Non- competitive inhibition [ Figure 19.2(ii) ] is reversible.

The inhibitor, which is not a substrate, attaches itself to another part of the enzyme, thereby changing the overall shape of the site for the normal substrate so that it does not fit as well as before, which slows or prevents the reaction taking place.

This type of inhibition decreases the turnover rate of an enzyme rather than interfering with the amount of substrate binding to the enzyme. The reaction is slowed rather than stopped. Non-competitive inhibition, therefore, cannot be increased by increasing the substrate.

• Irreversible Inhibition

The inhibitor becomes covalently linked or bound to the enzyme so tightly that is very difficult to detach it from the enzyme [ Figure 19.2(iii) see Chapter 3 ‘Bonds found in biological chemistry’, p. 13 ].