458 Chapter 15 Enzyme RegulationThe

458 Chapter 15 Enzyme Regulation
The Sequential Model for Allosteric Regulation Is Based
on Ligand-Induced Conformational Changes
An alternative model proposed by Daniel Koshland, George Nemethy, and David
Filmer (the KNF model) relies on the well-accepted idea that ligand binding trig-
gers a change in the conformation of a protein. And, if the protein is oligomeric,
ligand-induced conformational changes in one subunit may lead to changes in the
conformation of its neighbors. Such ligand-induced conformational change could
cause the subunits of an oligomeric protein to shift from a low-affinity state to a
high-affinity state. For example, S binding to one monomer may cause the other
monomers to adopt conformations with higher affinity for S (Figure 15.8). Inter-
estingly, the KNF model also explains how ligand-induced conformational changes
could cause subunits of a protein to adopt conformations with little or no affinity
for the ligand, a phenomenon referred to as negative cooperativity. The KNF model
is termed the sequential model because subunits undergo sequential changes in
conformation due to ligand binding. A comparison of the response of velocity
to substrate concentration for positive versus negative cooperativity is shown in
Figure 15.8c.
Changes in the Oligomeric State of a Protein Can Also Give
Allosteric Behavior
Although the MWC and KNF models are the best-known paradigms for allosteric
protein behavior, other models have been put forward. For example, instead of R
and T, consider a monomer–oligomer equilibrium for an allosteric protein, where
only the oligomer binds S and [monomer] [ oligomer]. This model strongly
A dimeric protein that can exist in
either of two states: R0 or T0.
This protein can bind three ligands:
1) Substrate (S) : Binds only to
R at site S
2) Activator (A) : A positive effector
that binds only to
R at site F
3) Inhibitor (I) : A negative effector
that binds only to
T at site F
1.0
0.5
0
YS
0 1.0 2.0
+A
No A or I
+I
K0.5
Effects of A:
A + R0 R1(A)
Increase in number of
R-conformers shifts R0 T0
so that T0 R0
(1) More binding sites for S made
available.
(2) Decrease in cooperativity of
substrate saturation curve.
Effects of I:
I + T0 T1(I)
Increase in number of
T-conformers (decrease in R0 as R0 T0
to restore equilibrium)
Thus, I inhibits association of S and A
with R by lowering R0 level. I increases
cooperativity of substrate saturation curve.
[S]
Substrate
R1(S)
Activator
R1(A,S)
Activator
Substrate
R1(A)
T0
T
Inhibitor
T1(I)
R0
R R
R
ACTIVE FIGURE 15.7 Allosteric effects: A and I binding to R and T, respectively. The linked
equilibria lead to changes in the relative amounts of R and T and, therefore, shifts in the substrate saturation
curve. The parameters of such a system are that (1) S and A (or I) have different affinities for R and T and (2) A
(or I) modifies the apparent K 0.5 for S by shifting the relative R versus T population. Test yourself on the con-
cepts in this figure at www.cengage.com/login.

Kết quả (Việt) 1:

458 chương 15 Enzyme quy địnhCác mô hình tuần tự Allosteric quy định dựa trên Ligand gây ra thay đổi ConformationalMột mô hình thay thế được đề xuất bởi Daniel Koshland, George Nemethy và DavidFilmer (các mô hình KNF) dựa trên ý tưởng đón nhận nồng nhiệt mà phối tử ràng buộc trang điểm-Gers một sự thay đổi trong conformation của một protein. Và, nếu các protein là oligomeric,phối tử gây ra những thay đổi conformational trong một tiểu đơn vị có thể dẫn đến những thay đổi trong cácconformation của nước láng giềng. Như sự thay đổi conformational phối tử gây ra có thểsubunits một protein oligomeric để chuyển đổi từ một tiểu bang ái lực thấp để gây ra mộtái lực cao nhà nước. Ví dụ, S ràng buộc để một monomer có thể gây ra cácmonome chấp nhận dạng với các ái lực cao hơn cho S (hình 15.8). Inter-estingly, mô hình KNF cũng giải thích cách phối tử gây ra thay đổi conformationalcó thể gây ra subunits của một protein để áp dụng cấu với ít hoặc không có mối quan hệcho phối tử, một hiện tượng được gọi là cooperativity tiêu cực. Các mô hình KNFđược gọi là mô hình tuần tự vì subunits trải qua những thay đổi tuần tự trongconformation do ràng buộc phối tử. Một so sánh của các phản ứng của vận tốc để bề mặt tập trung cho tích cực so với tiêu cực cooperativity được hiển thị trong Tìm 15.8c.Những thay đổi trong bang một Protein, Oligomeric cũng có thể cung cấp cho Allosteric hành viMặc dù các mô hình MWC và KNF paradigms nổi tiếng nhất cho allosterichành vi protein, các mô hình khác đã được đưa ra. Ví dụ, thay vì Rvà T, xem xét một cân bằng monomer-oligomer cho một protein allosteric, nơichỉ oligomer liên kết S và [monomer] [oligomer]. Điều này mô hình mạnh mẽ Một protein dimeric có thể tồn tại trongmột trong hai trạng thái: R0 hoặc T0.Protein này có thể ràng buộc ba ligand:1) bề mặt (S): Liên kết chỉ đếnR tại trang web S2) activator (A): Một effector tích cựcmà liên kết chỉ vớiR tại trang web F3) ức chế (I): một effector tiêu cựcmà liên kết chỉ vớiT tại trang web F1,00,50YS0 1.0 2.0+ AKhông có A hoặc tôi+ TôiK0.5Ảnh hưởng của A:A + R0 R1(A)Tăng số lượngR-conformers ca R0 T0để T0 R0(1) các trang web liên kết thêm cho S thực hiệncó sẵn.(2) giảm trong cooperativity củaCác đường cong bão hòa bề mặt.Ảnh hưởng của tôi:I + T0 T1(I)Tăng số lượngT-conformers (Giảm R0 như R0 T0để khôi phục lại trạng thái cân bằng)Vì vậy, tôi ức chế các Hiệp hội của S và Avới R bằng cách hạ thấp mức độ R0. Tôi tăngcooperativity của chất nền bão hòa đường cong.[S]Bề mặtR1 (S)Kích hoạtR1(A,S)Kích hoạtBề mặtR1(A)T0TChất ức chếT1(I)R0R RRHoạt động con số 15,7 Allosteric tác dụng: A và tôi ràng buộc để R và T, tương ứng. Các liên kếtcân bằng dẫn đến thay đổi số lượng tương đối của R và T, và do đó, thay đổi trong độ bão hòa bề mặtđường cong. Các thông số của hệ thống như vậy là rằng (1) S và A (hoặc tôi) có khác nhau mặc cho R và T và (2) A(or I) modifies the apparent K 0.5 for S by shifting the relative R versus T population. Test yourself on the con-cepts in this figure at www.cengage.com/login.