15.4 What Kinds of Covalent Modific

15.4 What Kinds of Covalent Modification Regulate the Activity of Enzymes? 459
resembles the MWC model. In yet another model, we might have a monomeric pro-
tein with distinct binding sites for several different ligands. In this case, binding of
ligand A to its site might cause a conformational change such that the protein shows
much greater affinity for S than it would in the absence of A. Or, binding of ligand
I might result in a conformational change in the protein such that its affinity for S
is abolished. Although the binding of other ligands may affect the affinity of the
monomer for S, S binding cannot show cooperativity in monomeric proteins, be-
cause, unlike oligomers, the monomer has only one binding site for S.
It is important to realize that all of these various models are attempts to use sim-
ple concepts to explain the complex behavior of a protein. Although these models
provide reasonable approximations and useful insights, the molecular mechanisms
underlying allostery cannot be expected to conform rigidly to any one of these mod-
els. Shortly, we explore the regulated behavior of a real protein (glycogen phos-
phorylase) with these models in mind.
15.4 What Kinds of Covalent Modification Regulate
the Activity of Enzymes?
Covalent Modification Through Reversible Phosphorylation
As we saw in Figure 15.1, enzyme activity can be regulated through reversible phos-
phorylation; indeed it is the most prominent form of covalent modification in cel-
lular regulation. Phosphorylation is accomplished by protein kinases that target spe-
cific enzymes for modification. Phosphoprotein phosphatases operate in the
reverse direction to remove the phosphate group through hydrolysis of the side-
chain phosphoester bond. Because protein kinases and phosphoprotein phos-
(a) Binding of S induces a conformational change.
Symmetric protein
dimer
S
Asymmetric protein
dimer
Transmitted
conformational
change
S
S
If the relative affinities of the various
conformations for S are
(b)
 
positive cooperativity ensues.
If the relative affinities of the various
conformations for S are
 
negative cooperativity ensues.
S
(c)
Positive
cooperativity
No
cooperativity
Negative
cooperativity
0.2
0.4
0.6
Vmax
v
0.8
1.0
0 69 3
K0.5
[S]
FIGURE 15.8 The Koshland–Nemethy–Filmer sequential model for allosteric behavior. (a) S binding can, by
induced fit, cause a conformational change in the subunit to which it binds. (b) If subunit interactions are
tightly coupled, binding of S to one subunit may cause the other subunit to assume a conformation having
a greater or lesser affinity for S. That is, the ligand-induced conformational change in one subunit can affect
the adjoining subunit. Such effects could be transmitted between neighboring peptide domains by chang-
ing alignments of nonbonded amino acid residues. (c) Theoretical curves for the binding of a ligand to a pro-
tein having four identical subunits, each with one binding site for the ligand. The fraction of maximal binding is
plotted as a function of [S]/K 0.5.

Kết quả (Việt) 1:

15.4 những gì loại của cộng hoá trị sửa đổi điều chỉnh hoạt động của các enzym? 459tương tự như các mô hình MWC. Trong một mô hình, chúng tôi có thể có một pro monomeric-tein với các trang web khác biệt ràng buộc cho một số khác nhau ligand. Trong trường hợp này, ràng buộc củaphối tử A đến trang web của nó có thể gây ra một sự thay đổi conformational như vậy mà các protein cho thấynhiều ái lực lớn hơn cho S hơn nó sẽ trong sự vắng mặt của A. Hoặc, ràng buộc của phối tửTôi có thể dẫn đến một sự thay đổi conformational trong protein như vậy mà mối quan hệ cho Sbãi bỏ. Mặc dù các ràng buộc của các ligand có thể ảnh hưởng đến mối quan hệ của cácmonomer cho S, ràng buộc S không thể hiển thị cooperativity trong monomeric protein,-gây ra, không giống như oligomers, monomer có chỉ có một liên kết trang web cho S. Nó là quan trọng để nhận ra rằng tất cả các mô hình khác nhau đang nỗ lực để sử dụng sim-ple các khái niệm để giải thích hành vi phức tạp của một protein. Mặc dù những mô hìnhcung cấp hợp lý xấp xỉ và những hiểu biết hữu ích, các cơ chế phân tửcơ bản allostery không thể được dự kiến để phù hợp cứng nhắc đến bất kỳ một trong các mod-ELS. Một thời gian ngắn, chúng tôi khám phá hành vi quy định của một protein thực (glycogen phos-phorylase) với các mô hình trong tâm trí.15.4 những gì loại của cộng hoá trị sửa đổi điều chỉnh Các hoạt động của các enzym?Cộng hoá trị sửa đổi thông qua đảo ngược PhosphorylationNhư chúng ta đã thấy trong con số 15.1, hoạt động của enzyme có thể được điều chỉnh thông qua đảo ngược phos-phorylation; Thật vậy nó là dạng cộng hoá trị sửa đổi tại cel -, nổi bật nhấtlular quy định. Phosphorylation được thực hiện bởi protein kinase nhắm mục tiêu spe-cific enzym để sửa đổi. Phosphoprotein phosphatases hoạt động trong cácđảo ngược hướng để loại bỏ nhóm phosphate thông qua thủy phân các side-Chuỗi phosphoester bond. Bởi vì protein kinase và phosphoprotein phos -(a) ràng buộc S gây ra một sự thay đổi conformational.Đối xứng proteindimerSProtein không đối xứngdimerTruyềnconformationalthay đổiSSNếu thân tương đối của các khác nhaudạng cho S(b) tích cực cooperativity nảy sinh.Nếu thân tương đối của các khác nhaudạng cho S tiêu cực cooperativity nảy sinh.S(c)Tích cựccooperativityKhôngcooperativityTiêu cựccooperativity0,20.40,6V-Maxv0,81,00 69 3K0.5[S]Con số 15.8 The Koshland-Nemethy-Filmer tuần tự mô hình cho hành vi allosteric. (a) có thể S ràng buộc, bởigây ra sự phù hợp, gây ra một sự thay đổi conformational trong tiểu đơn vị mà nó liên kết với. (b) nếu tiểu đơn vị tương táckết hợp chặt chẽ, ràng buộc S với một tiểu đơn vị có thể gây ra tiểu đơn vị khác để thừa nhận một conformation cómột mối quan hệ nhiều hay ít nhất S. Có nghĩa là, sự thay đổi conformational phối tử gây ra trong một tiểu đơn vị có thể ảnh hưởng đếntiểu đơn vị liền kề. Các hiệu ứng có thể được truyền giữa tên miền peptide giáp ranh của chang-ing sự sắp xếp của dư lượng axit amin nonbonded. (c) thuyết đường cong cho các ràng buộc của một phối tử để một pro-tein having four identical subunits, each with one binding site for the ligand. The fraction of maximal binding isplotted as a function of [S]/K 0.5.