vuonna allosteerinen esto tai ei-kilpailullinen esto Estäjät sitoutuvat entsyymin allosteeriseen keskustaan ja vähentävät tällä tavalla sen aktiivisuutta. Sitoutuminen johtaa konformaatioon, joka estää entsyymin toiminnan osittain tai kokonaan. Allosteerista estämistä pidetään syövän hoidossa.
Mikä on allosteerinen esto?
.jpg)
Lääketieteessä estäminen on biologisten prosessien hidastuminen, viivästyminen tai tukkeutuminen. Toimenpide voi pysähtyä estämisen vuoksi. Biokemiassa esto vastaa yleensä entsyymin estämistä. Tämän tyyppinen esto voi olla joko kilpaileva tai ei-kilpailullinen. Kilpailuttamatonta estoa kutsutaan myös allosteeriseksi esteeksi.
Tämän tyyppisellä estämisellä on tarkoitus sitoutua estäjiä inhiboitavien prosessien aktiivisten keskusten ulkopuolelle. Käytetyillä estäjillä ja niiden sidoksilla on negatiivinen vaikutus prosessiin osallistuvan entsyymin toimintaan. Käytettyjä inhibiittoreita tunnetaan myös allosteerisina efektoreina, ja toisin kuin entsyymien kilpaileva inhibitio, ne eivät kerry aktiiviseen prosessikeskukseen, vaan vastaavan entsyymin muihin kohtiin. Ne sijaitsevat entsyymin allosteerisessa keskuksessa ja muuttavat tällä tavalla sen konformaatiota. Tämä konformaatiomuutos tekee entsyymin mahdottomaksi tai ainakin vaikeaksi sitoutua substraattia aktiiviseen kohtaan.
Toiminto ja tehtävä
Entsyymit ovat jokaisen organismin välttämättömiä komponentteja. Kehon omat aineet osallistuvat kaikkiin aineenvaihduntaprosesseihin ja katalysoivat suurimpaa osaa biokemiallisista reaktioista. Kehon solut tarvitsevat tiettyjä mekanismeja entsymaattisten prosessien säätelemiseksi entsyymien spesifisen aktiivisuuden vaikuttamiseksi.
Entsyymit aktivoidaan usein muunnoksilla ja niiden aktiivisuutta säädellään. Sitoutuminen tiettyihin aineisiin voi myös olla osa entsyymien aktiivisuuden säätelyssä. Sitovia aineita kutsutaan myös efektoreiksi, joita, riippuen niiden vaikutuksesta entsyymiin, kutsutaan joko aktivaattoreiksi tai estäjiksi. Aktivaattorit lisäävät entsymaattista aktiivisuutta ja edistävät niihin liittyvää reaktiota. Estäjät vähentävät entsymaattisia aktiivisuuksia ja estävät vastaavia reaktioita.
Entsyymin aktiivisessa keskuksessa olevat inhibiittorit saavat aikaan niin kutsutun kilpailevan eston ja vievät aktiivisen keskuksen sitoutumiskohdat. Kilpailemattoman estämisen tapauksessa inhibiittori sitoutuu tietyn entsyymin allosteeriseen keskustaan ja aiheuttaa siten rakenteellisen muutoksen aktiivisessa keskuksessa. Näiden prosessien seurauksena entsyymi menettää toimintansa joko osittain tai kokonaan. Palautteenesto tai lopputuotteen esto on erityinen muoto tämän tyyppisestä estämisestä. Synteettisten ketjujen tuote estää allosteerisesti synteesiin osallistuvan entsyymin.
Kaiken tyyppiset allosteeriset esteet voidaan kumota. Tämä prosessi vastaa allostristen efektorien poistamista. Mikä tahansa ei-kilpailullinen inhibitio perustuu inhibiittorin I sitoutumiseen entsyymin E allosteeriseen keskustaan. Tämä sitoutuminen ei vaikuta substraatin sitoutumiseen. Inhibiittori ei voi vain sitoutua vapaaseen entsyymiin, vaan myös sen entsyymi-substraattikompleksiin, koska sen ei tarvitse sitoutua entsyymin sitovaan osaan. Kukin substraatti reagoi myös analogisesti entsyymi-inhibiittorikompleksin kanssa. Muodostunut entsyymi-inhibiittori-substraattikompleksi ei kuitenkaan hajoa syntynyttä tuotetta. Yksittäisissä tapauksissa, joissa ei-kilpailukykyinen inhibitio estyy, inhibiittorien spesifinen käyttäytyminen voi poiketa enemmän tai vähemmän normaalista tapauksesta.
Sairaudet ja vaivat
Entsymaattisten prosessien estäminen on elintärkeä säätelytyyppi ihmiskehossa. Niitä voivat häiritä esimerkiksi geneettiset viat, etenkin mutaatiot. Sellaiset mutaatiot voivat vaikuttaa ihmiskehon erilaisiin rakennuspalikoihin, joilla on merkitystä entsyymien estämisessä. Seuraukset, joita ei voida estää, voivat vaihdella.
Esimerkiksi kohonneisiin virtsahappotasoihin voi liittyä entsymaattisen eston häiriöitä. Jos virtsahapon virtsahappopitoisuus kasvaa ja sitä ei eritty riittävästi virtsaan, suolat kerääntyvät niveliin ja voivat siten edistää kihti-kyhmyjen muodostumista. Virtsahappokiteet aiheuttavat tulehduksellisia reaktioita nivelten sisäkalvossa, koska niihin liittyy akuutti kihti. Lisääntynyt virtsahappo voi johtua allosteerisen eston puutteesta, joka suosii niin kutsuttujen puriininukleotidien lisääntynyttä biosynteesiä.
Allosteeriset esteet eivät ole vain perustana eri sairauksille, vaan niitä käytetään nyt myös lääketieteessä terapeuttisiin tarkoituksiin. BCR-ABL: n allosteerinen inhibitio on esimerkiksi nykyinen terapeuttinen periaate kromosomipositiivisessa leukemiassa. Nykyaikainen lääketiede käyttää allosterisen eston periaatetta myös muilla syöpähoidon aloilla. Tutkijat etsivät tällä hetkellä estäjiä syöpätutkimuksen yhteydessä. Tässä yhteydessä yhdysvaltalaiset tutkimusryhmät ovat löytäneet esimerkiksi Ral-proteiinit, jotka näyttävät olevan erityisen kiinnostavia syöpätutkimuksessa. Käytettävistä lääkkeistä ei kuitenkaan ole vielä mahdollista puhua. Siitä huolimatta allosteerinen, kilpailematon esto on alue, joka auttaa muokkaamaan syöpähoidon tulevaisuutta.
