478 Chapter 15 Enzyme Regulationver

478 Chapter 15 Enzyme Regulation
verge of crystallization. The formation of insoluble deoxyHb S fibers distorts the red
cell into the elongated sickle shape characteristic of the disease.2
2In certain regions of Africa, the sickle-cell trait is found in 20% of the people. Why does such a dele-
terious heritable condition persist in the population? For reasons as yet unknown, individuals with this
trait are less susceptible to the most virulent form of malaria. The geographic distribution of malaria
and the sickle-cell trait are positively correlated.
Oxy-
hemoglobin A
(a) (b)
β1
β2
α1
α2
β1
β2
α1
α2
β1
β2
α1
α2
β1
β2
α1
α2
Deoxy-
hemoglobin A
Oxy-
hemoglobin S
Deoxy-
hemoglobin S
α1 α2
β1 β2
Deoxyhemoglobin S polymerizes into filaments
α1 α2
β1 β2
α1 α2
β1 β2
β1 β2
α1 α2
β1 β2
α1 α2
β1 β2
α1 α2
(c) (d)
ANIMATED FIGURE 15.33 The polymerization of Hb S via the interactions between the
hydrophobic Val side chains at position 6 and the hydrophobic pockets in the EF corners of -chains in neigh-
boring Hb molecules.(a) The protruding “block” on Oxy S represents the Val hydrophobic protrusion.The com-
plementary hydrophobic pocket in the EF corner of deoxy -chains is represented by a square-shaped indenta-
tion. (This indentation is probably present in Hb A also.) Only the 2 Val protrusions and the 1 EF pockets are
shown. (The 1 Val protrusions and the 2 EF pockets are not involved, although they are present.) (b) The
polymerization of Hb S via 2 Val6 insertions into neighboring 1 pockets.(c) Molecular graphic of an Hb S
dimer of tetramers.2 Val residues are highlighted in blue; heme is shown in red (pdb id  2HBS).(d) Molecular
graphic of the Hb S filament (pdb id  2HBS). See this figure animated at www.cengage.com/login.
SUMMARY
15.1 What Factors Influence Enzymatic Activity? The two prominent
ways to regulate enzyme activity are (1) to increase or decrease the num-
ber of enzyme molecules or (2) to increase or decrease the intrinsic
activity of each enzyme molecule. Changes in enzyme amounts are typ-
ically regulated via gene expression and protein degradation. Changes
in the intrinsic activity of enzyme molecules are achieved principally by
allosteric regulation or covalent modification.
15.2 What Are the General Features of Allosteric Regulation?
Allosteric enzymes show a sigmoid response of velocity, v, to increasing
[S], indicating that binding of S to the enzyme is cooperative. Allosteric
enzymes often are susceptible to feedback inhibition. Allosteric enzymes
may also respond to allosteric activation. Allosteric activators signal a
need for the end product of the pathway in which the allosteric enzyme
functions. As a general rule, allosteric enzymes are oligomeric, with each
monomer possessing a substrate-binding site and an allosteric site where
effectors bind. Interaction of one subunit of an allosteric enzyme with its
substrate (or its effectors) is communicated to the other subunits of the
enzyme through intersubunit interactions. These interactions can lead
to conformational transitions that make it easier (or harder) for addi-
tional equivalents of ligand (S, A, or I) to bind to the enzyme.
15.3 Can Allosteric Regulation Be Explained by Conformational
Changes in Proteins? Monod, Wyman, and Changeux postulated that
the subunits of allosteric enzymes can exist in two conformational
states (R and T), that all subunits in any enzyme molecule are in the
same conformational state (symmetry), that equilibrium strongly favors
the T conformational state, and that S binds preferentially (“only”) to
the R state. Sigmoid binding curves result, provided that [T0] [R0]
in the absence of S and that S binds “only” to R. Positive or negative
effectors influence the relative T/R equilibrium by binding preferen-
tially to T (negative effectors) or R (positive effectors), and the sub-
strate saturation curve is shifted to the right (negative effectors) or left
(positive effectors).

Kết quả (Việt) 1:

478 chương 15 Enzyme quy địnhbờ vực của sự kết tinh. Sự hình thành của không hòa tan deoxyHb S sợi distorts màu đỏCác tế bào thành hình dạng thuôn dài liềm đặc trưng của disease.22 in một số vùng của châu Phi, những tế bào liềm đặc điểm được tìm thấy ở 20% số người. Tại sao như vậy một dele -điều kiện di truyền terious vẫn tồn tại trong dân số? Vì lý do không rõ như được nêu ra, các cá nhân với điều nàyđặc điểm ít nhạy cảm với các hình thức độc nhất của bệnh sốt rét. Sự phân bố địa lý của bệnh sốt rétvà những đặc điểm tế bào liềm tương quan tích cực.Oxy-hemoglobin A(a) (b).Β1Β2Α1Α2Β1Β2Α1Α2Β1Β2Α1Α2Β1Β2Α1Α2Deoxy-hemoglobin AOxy-hemoglobin SDeoxy-hemoglobin SΑ1 Α2Β1 Β2Deoxyhemoglobin S polymerizes vào sợiΑ1 Α2Β1 Β2Α1 Α2Β1 Β2Β1 Β2Α1 Α2Β1 Β2Α1 Α2Β1 Β2Α1 Α2(c) (d)Hoạt hình con số 15.33 trùng hợp Hb S thông qua sự tương tác giữa cácdây chuyền bên Val kỵ nước tại vị trí số 6 và túi kỵ nước ở các góc EF - chuỗi ở neigh-nhàm chán Hb phân tử. (a) "khối" nhô ra trên Oxy S đại diện cho dạng lồi kỵ nước Val. Com-plementary kỵ nước túi ở góc deoxy EF - chuỗi được đại diện bởi một hình vuông indenta -tion. (Thụt lề này là có thể hiện diện trong Hb A cũng.) Chỉ các 2 Val những chỗ lồi lõm và túi EF 1Hiển thị. (Những chỗ lồi lõm Val 1 và 2 EF túi không tham gia, mặc dù họ có mặt.) (b)trùng hợp của Hb S qua 2 Val6 insertions vào nước láng giềng 1 túi. (c) phân tử đồ họa của một S Hbdimer của tetramers. 2 Val dư lượng được đánh dấu màu xanh; heme Hiển thị trong màu đỏ (pdb id 2HBS). (d) phân tửđồ họa của dây tóc Hb S (pdb id 2HBS). Xem này hình hoạt hình lúc www.cengage.com/login.TÓM TẮT15.1 yếu tố ảnh hưởng hoạt động enzyme? Hai nổi bậtcách để điều chỉnh hoạt động của enzyme là (1) để tăng hoặc giảm num-BER enzyme phân tử hoặc (2) để tăng hoặc giảm các nội tạihoạt động của mỗi phân tử enzym. Thay đổi số lượng enzyme là typ-ically quy định thông qua gen biểu hiện và protein suy thoái. Thay đổitrong các hoạt động nội tại của enzyme phân tử được đạt được chủ yếu bằngallosteric quy định hoặc cộng hoá trị sửa đổi.15.2 các tính năng chung của Allosteric quy định là gì?Allosteric enzyme Hiển thị một phản ứng xích-ma của vận tốc, v, để tăng[S], chỉ ra rằng ràng buộc của S để enzyme là hợp tác xã. Allostericenzym thường được nhạy cảm với thông tin phản hồi ức chế. Allosteric enzymecũng có thể đáp ứng với kích hoạt allosteric. Allosteric tính tín hiệu mộtcần cho sản phẩm cuối cùng của con đường mà trong đó enzym allostericchức năng. Như một quy luật chung, enzym allosteric là oligomeric, với mỗimonomer sở hữu một trang web chất nền-ràng buộc và một trang web allosteric nơiphồng ràng buộc. Tương tác của một tiểu đơn vị của một loại enzyme allosteric với của nósubstrate (or its effectors) is communicated to the other subunits of theenzyme through intersubunit interactions. These interactions can leadto conformational transitions that make it easier (or harder) for addi-tional equivalents of ligand (S, A, or I) to bind to the enzyme.15.3 Can Allosteric Regulation Be Explained by ConformationalChanges in Proteins? Monod, Wyman, and Changeux postulated thatthe subunits of allosteric enzymes can exist in two conformationalstates (R and T), that all subunits in any enzyme molecule are in thesame conformational state (symmetry), that equilibrium strongly favorsthe T conformational state, and that S binds preferentially (“only”) tothe R state. Sigmoid binding curves result, provided that [T0] [R0]in the absence of S and that S binds “only” to R. Positive or negativeeffectors influence the relative T/R equilibrium by binding preferen-tially to T (negative effectors) or R (positive effectors), and the sub-strate saturation curve is shifted to the right (negative effectors) or left(positive effectors).