ZIMOGENI MODULAZIONE COVALENTE MEDIANTE TAGLIO PROTEOLITICO Enzimi prodotti in forma inattiva che vengono attivati solo dopo aver subito un taglio proteolitico che avviene solo nel momento e nella sede opportuni Cascata di attivazione delle proteasi pancreatiche Prodotta dalla mucosa del duodeno attiva attiva attiva attiva attiva MODULAZIONE ALLOSTERICA NON-COVALENTE Enzimi allosterici: attività catalitica influenzata da cambiamenti strutturali Aggiungendo ancora substrato: transizione T > R completa 1) Hanno più subunità e più siti attivi per il substrato 2) Legano le molecole di substrato in modo cooperativo 3) Subiscono una transizione dallo stato T allo stato R 4) NON seguono la cinetica di Michaelis-Menten Assenza di substrato Enzima stato T meno affine [S] aumenta: Il legame con le prime molecole di S induce cambiamenti conformazionali che convertono in modo cooperativo le subunità dell’enzima dallo stato T allo stato R Substrato = modulatore omotropico positivo dell’enzima Gli enzimi allosterici possono essere regolati controllando la concentrazione di substrato S ET Il substrato influenza l’equilibrio fra stato a bassa affinità e stato ad alta affinità. L’affinità dell’enzima per il substrato è data dalla K0.5 E RS S Vmax [S] che permette di raggiungere metà della Velocità massima di reazione Equazione cinetica: v0 = Vmax [S]n K0.5n + [S]n K0.5 Regolazione eteroallosterica MODULATORI ALLOSTERICI POSITIVI (ATTIVATORI) MODULARORI ALLOSTERICI NEGATIVI (INIBITORI) Possono modificare la K0,5 o la Vmax o entrambe Cambia la K0,5 ma non la Vmax + attivatore Cambia la Vmax ma non la K0,5 + attivatore + inibitore + inibitore Modulatori eteroallosterici 1) Si legano in siti diversi dal sito attivo = SITI REGOLATORI. 2) Il legame con il modulatore altera la struttura dell’enzima che nella nuova conformazione ha proprietà cinetiche differenti. 3) Il legame modulatore/enzima è sempre NON-covalente e reversibile. 4) Un inibitore allosterico favorisce la forma dell’enzima con minore affinità per il substrato stabilizzandola. 5) Un attivatore allosterico favorisce la forma R dell’enzima rendendola molto più affine al substrato Sito catalitico Sito regolatore substrato Attivatore Enzima Stato T inattivo Legame con attivatore Enzima Stato R Complesso Enzima attivo-substrato Segnale extracellulare trasdotto attraverso la membrana plasmatica attiva l’adenilato ciclasi. PPi ATP Adenilato ciclasi AMP ciclico (5’3’-adenosina-monofosfato) Attivatore allosterico della PKA (proteinachinasi A, fosforila varie proteine target) PKA: 2 domini REGOLATORI (ciascuno con 2 siti di legame per il cAMP) 2 domini CATALITICI PKA attiva PKA inattiva PKA attiva Berg et al., BIOCHIMICA 6/E, zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2007 La modulazione di un enzima allosterico è utilizzata nel meccanismo della RETROINIBIZIONE (inibizione a feed back) In un processo metabolico multistep il primo enzima della via è un enzima allosterico che viene inibito allostericamente dal prodotto che si ottiene nell’ultima reazione della via. Sintesi di Isoleucina a partire da Treonina: processo in 5 reazioni. La prima è catalizzata dalla treonina deidratasi che è inibita allostericamente dalla Isoleucina