15.3 Can Allosteric Regulation Be E

15.3 Can Allosteric Regulation Be Explained by Conformational Changes in Proteins? 457
a binding site distinct from the substrate-binding site. The term allosteric is apt,
because F is sterically dissimilar and, moreover, acts at a site other than the site
for S. Its effect is called allosteric inhibition.
3. Regulatory or allosteric enzymes like enzyme 1 are, in some instances, regulated
by activation. That is, whereas some effector molecules such as F exert negative
effects on enzyme activity, other effectors show stimulatory, or positive, influ-
ences on activity.
4. Allosteric enzymes typically have an oligomeric organization. They are com-
posed of more than one polypeptide chain (subunit), and each subunit has a
binding site for substrate, as well as a distinct binding site for allosteric effec-
tors. Thus, allosteric enzymes typically have more than one S-binding site and
more than one effector-binding site per enzyme molecule.
5. The working hypothesis is that, by some means, interaction of an allosteric en-
zyme with effectors alters the distribution of conformational possibilities or sub-
unit interactions available to the enzyme. That is, the regulatory effects exerted
on the enzyme’s activity are achieved by conformational changes occurring in
the protein when effector metabolites bind.
In addition to enzymes, noncatalytic proteins may exhibit many of these prop-
erties; hemoglobin is the classic example. The allosteric properties of hemoglo-
bin are the subject of a Special Focus at the end of this chapter.
15.3 Can Allosteric Regulation Be Explained
by Conformational Changes in Proteins?
The Symmetry Model for Allosteric Regulation Is Based
on Two Conformational States for a Protein
Various models have been proposed to account for the behavior of allosteric pro-
teins. All of them note that proteins can exist in different conformational states.
Models usually propose a small number of conformations (two or, at most, three)
for a given protein. For example, the model for allosteric behavior of Jacques
Monod, Jeffries Wyman, and Jean-Pierre Changeux (the MWC model) proposes two
conformational states for an allosteric protein: the R (relaxed) state and the T
(taut) state. The MWC model is sometimes referred to as the symmetry model be-
cause all subunits in an oligomer are assumed to have the same conformation,
whether it is R or T. R-state and T-state protein molecules are in equilibrium, with
the T conformation greatly favored over the R ([T] [R]), under conditions in
which no ligands are present. This model further suggests that substrate and al-
losteric activators (positive effectors) bind only to the R state and allosteric in-
hibitors (negative effectors) bind only to the T state. Figure 15.7 illustrates such a
model for a dimeric protein, each monomer of which has a substrate-binding site
and an effector-binding site. Because substrate (S) binds only to the R state, S bind-
ing perturbs the R st T equilibrium in favor of more R-state conformers and thus
more S binding. That is, S binding is cooperative. The concentration of ligand giv-
ing half-maximal response is defined as K0.5. (Like K m, the units of K0.5 are molar-
ity; K m cannot be used to describe these constants, because the protein does not
conform to the Michaelis–Menten model for enzyme kinetics.) The MWC model
accounts for the action of allosteric effectors. Positive effectors bind only to the
R state and thus cause a shift of the R st T equilibrium in favor of more R and
thus easier S binding. Negative effectors do the opposite; they perturb the R st T
equilibrium in favor of T, the conformation that cannot bind S. Note that positive
effectors (allosteric activators) cause a decline in the K0.5 for S (signifying easier
binding of S) and negative effectors raise K0.5 for S (Figure 15.7). Note that the
MWC model assumes an equilibrium between conformational states, but ligand
binding does not alter the conformation of the protein.

Kết quả (Việt) 1:

15.3 có thể Allosteric quy định được giải thích bởi những thay đổi Conformational protein? 457một trang web liên kết riêng biệt từ trang web bề mặt-ràng buộc. Thuật ngữ allosteric là apt,vì F là sterically khác nhau và, hơn nữa, hoạt động tại một trang web khác hơn so với các trang webcho S. Hiệu quả của nó được gọi là allosteric ức chế.3. quy định hoặc allosteric enzym như enzyme 1 là, trong một số trường hợp, quy địnhbởi kích hoạt. Có nghĩa là, trong khi một số phân tử effector như F ngừng nổ lực tiêu cựchiệu ứng về hoạt động của enzyme, phồng khác hiển thị stimulatory, hay tích cực, influ-ences ngày hoạt động.4. allosteric enzym thông thường có một tổ chức oligomeric. Họ là com-cũng tham gia của nhiều hơn một polypeptide chuỗi (tiểu đơn vị), và mỗi tiểu đơn vị có mộtràng buộc các trang web cho chất nền, cũng như một trang web khác biệt ràng buộc cho allosteric effec-Tors. Vì vậy, allosteric enzym thông thường có nhiều hơn một ràng buộc S trang web vànhiều hơn một trang web effector-ràng buộc cho một enzyme phân tử.5. các giả thuyết làm việc là rằng, bằng một số phương tiện, tương tác của một en allosteric-zyme với phồng làm thay đổi phân phối của conformational khả năng hoặc phụ-đơn vị tương tác có sẵn cho enzym. Có nghĩa là, những tác động pháp lý tác dụngvề hoạt động của enzyme đạt được bằng cách thay đổi conformational xảy ra trongprotein khi chất chuyển hóa effector ràng buộc.Ngoài các enzym, noncatalytic protein có thể thể hiện nhiều người trong số những prop-erties; hemoglobin là ví dụ điển hình. Các thuộc tính allosteric của hemoglo-bin là đối tượng của một đặc biệt tập trung ở phần cuối của chương này.15.3 Allosteric quy định có thể được giải thích bởi những thay đổi Conformational protein?Các mô hình đối xứng Allosteric quy định dựa Hai kỳ Conformational cho một ProteinCác mô hình đã được đề xuất vào tài khoản cho hành vi của allosteric pro-teins. Tất cả trong số họ lưu ý rằng protein có thể tồn tại trong tiểu bang conformational khác nhau.Mô hình thường đề nghị một số nhỏ các cấu (hai hoặc, tối đa, ba)cho một loại protein nhất định. Ví dụ, các mô hình cho các hành vi allosteric của JacquesMonod, Jeffries Wyman và Jean-Pierre Changeux (các mô hình MWC) đề xuất haiconformational kỳ cho một protein allosteric: R (thoải mái) bang và Tnhà nước (căng). Các mô hình MWC đôi khi được gọi là các mô hình đối xứng-nguyên nhân subunits tất cả trong một oligomer được giả định có cùng cấu,cho dù đó là R hoặc T. R-nhà nước và T-nhà nước phân tử protein cân bằng, vớiconformation T rất ưa chuộng trên R ([T] [R]), trong điều kiệnmà ligand không có mặt. Mô hình này hơn nữa cho thấy rằng chất nền và al -losteric tính (thuận phồng) liên kết chỉ để bang R và allosteric tại-hibitors (tiêu cực phồng) liên kết chỉ với bang T. 15,7 hình minh hoạ như vậy mộtMô hình cho một protein dimeric, mỗi monomer trong đó có một trang web chất nền-ràng buộcvà một trang web effector-ràng buộc. Bởi vì bề mặt (S) liên kết chỉ đến tiểu bang R, S ràng buộc-ing perturbs the R st T equilibrium in favor of more R-state conformers and thusmore S binding. That is, S binding is cooperative. The concentration of ligand giv-ing half-maximal response is defined as K0.5. (Like K m, the units of K0.5 are molar-ity; K m cannot be used to describe these constants, because the protein does notconform to the Michaelis–Menten model for enzyme kinetics.) The MWC modelaccounts for the action of allosteric effectors. Positive effectors bind only to the R state and thus cause a shift of the R st T equilibrium in favor of more R andthus easier S binding. Negative effectors do the opposite; they perturb the R st Tequilibrium in favor of T, the conformation that cannot bind S. Note that positiveeffectors (allosteric activators) cause a decline in the K0.5 for S (signifying easierbinding of S) and negative effectors raise K0.5 for S (Figure 15.7). Note that theMWC model assumes an equilibrium between conformational states, but ligandbinding does not alter the conformation of the protein.