Inducirani-fit-Teorija se vraća na Koshland i odgovara proširenju principa zaključavanja ključa koji se temelji na preciznosti uklapanja anatomskih struktura. Inducirana kondicija odnosi se na enzime poput kinaze koji mijenjaju svoju konformaciju da tvore kompleks enzim-ligand. U slučaju oštećenja enzima, poremećaj može utjecati na princip induciranog fitanja.
Što je inducirano fit?
Mnogi procesi u tijelu rade na principu zaključavanja ključeva ili rukavice. To se odnosi, na primjer, na zglobne spojeve. Zglobna glava zahvaća se u zglobnu utičnicu poput ključa u bravi ili ruka u rukavici. Vrata se otvaraju samo kad je ključ točno u bravi. U istom kontekstu, određene se funkcije tijela otvaraju samo kada se strukture precizno susreću.
Induced-fit je poseban oblik principa "key-in-lock". Ovo je teorija za stvaranje proteinsko-ligandskih kompleksa, na primjer enzimsko-supstratnog kompleksa u kontekstu reakcija kataliziranih enzimima.
Smatra se da je Daniel E. Koshland prvi koji je opisao teoriju i da je prvi postulirao 1958. godine. Za razliku od principa zaključavanja ključa, teorija induciranog fitanja ne pretpostavlja dvije statičke strukture. Osobito u slučaju proteinsko-ligandskih kompleksa, konformacijska promjena uključenog proteina trebala bi omogućiti nastajanje kompleksa. Kogaland je ligand i protein, ili bolje rečeno enzim, promatrao kao dinamičan i govorio je o interakciji koja oba partnera pokreće na promjeni konformacije radi stvaranja kompleksa.
Funkcija i zadatak
Postoji specifičnost vezanja između enzima i supstrata. Ta specifičnost vezanja podrazumijeva princip zaključavanja ključeva. Svaki enzim ima aktivno središte. Za složene formacije s ligandom, ovaj je centar točno oblikovan na način da se gotovo savršeno podudara s prostornim oblikom namjeravane podloge.
U slučaju mnogih enzima, međutim, aktivni centar je u svakom slučaju u obliku koji nije vrlo precizan sve dok nije vezan za supstrat. Čini se da ovo promatranje proturječi principu zaključavanja, jer enzimi i njihovi ligandi kao da u početku prilagođavaju njihov oblik.
Čim se enzim veže za ligand, nastaju intermolekularne interakcije. Te interakcije na međumolekularnoj razini dovode do promjene konformacije enzima. Konformacija podrazumijeva različite moguće rasporede pojedinih atoma u molekuli koji nastaju kao jednostavna rotacija oko neke osi. Promjena konformacije enzima odgovara promjeni prostornog rasporeda njihovih molekula i samo omogućava stvaranje enzimsko-supstratnog kompleksa.
Hekokinaza kao enzimi katalizira, primjerice, prvi korak glikolize. Čim ti enzimi dođu u kontakt s supstrom glukozom, može se primijetiti inducirano spajanje u smislu stvaranja "inducirane stapke". Enzim heksokinaza fosforilira svoju ligandu glukozu trošeći ATP da tvori glukoza-6-fosfat.
Struktura vode nalikuje onoj unutar alkoholne skupine atoma C6, koju enzim fosforilira tijekom reakcije. Zbog male veličine, molekule vode mogle bi se povezati s aktivnim središtem enzima, tako da bi nastala hidroliza ATP-a. Međutim, inducirani fit omogućuje hekokinazi da katalizira pretvorbu glukoze s visokom specifičnošću, tako da se hidroliza ATP-a mora izvršiti u maloj mjeri. S mehanizmom induciranog postavljanja, specifičnost podloge se povećava.
Princip unutar ljudskog organizma može se promatrati osobito kod kinaza. Potaknuta adaptacija ne odnosi se na svaki kompleks liganda i receptora, jer je konformacijska promjena oba partnera u mnogim slučajevima prirodna granica.
Bolesti i bolesti
Princip induciranog fitanja poremećen je u slučaju različitih oštećenja enzima. Na primjer, u fenilketonuriji enzimi su ograničeni u svojoj aktivnosti ili potpuno propadaju. Obično je to posljedica genetskog oštećenja. U fenilketonuriji enzim fenilalanin hidroksilaza je oštećen. Fenilalanin se više ne pretvara u tirozin i na taj se način akumulira. Nastaju neurotoksične tvari, tako da pored mentalnih oštećenja, pacijent ima sklonost grčevima. Oštećenja enzima obično su genetska i uzrokuju ih pogrešno kodirana sekvenca aminokiselina u DNK.
Metaboličke bolesti uzrokovane defektima enzima i takvim poremećenim principom induciranog fitanja su poznate kao enzimopatije. Neispravnosti piruvat kinaze prisutne su, na primjer, u pogrešno kodirajućem PKLR genu. Ovaj gen je smješten na genskom lokusu 1q22 kromosoma 1. Poznate su različite mutacije PKLR alela piruvat kinaze, koje se pojavljuju kao oštećenja u R obliku.
Hersova bolest ponovno se naziva glikogenoza tipa VI i spada u skupinu bolesti skladištenja glikogena. To je autosomno recesivni ili X-vezani poremećaj metabolizma zbog oštećenja enzima. Preciznije, uzrok leži u različitim defektima enzima u sistemu fosforilaza kinaze unutar jetre i mišića. U ovom su kontekstu poznate, na primjer, X-vezani defekt b-kinaze fosforilaze u jetri, defekt fosforilaze jetre u autosomno recesivnom nasljeđivanju i kombinirani neuspjeh fosforilaze b-kinaze unutar jetre i mišića.
U vezi s fosforilazom jetre, uzročne mutacije su lokalizirane na PYGL genu i zbog toga su na kromosomu 14q21 do q22. Kombinirani nedostatak fosforilaze mišića jetre povezan je s mutacijama u PHKB genu u lokusu 16q12-q13. Uzročne mutacije u genu PHKA2 na lokusu Xp22.2-p22.1 identificirane su za X-vezan defekt u jetrenoj fosforilaza kinazi. Ostale glikogenoze također mogu poništiti inducirani efekt odgovarajuće kinaze ili ga otežati.
.jpg)
.jpg)
