SEW - lern-soft-projekt

Von MONOD (1910 - 1976) et. al. stammt eine
weitere – etwas andersartige – Modulation, die von
diesem als allosterisch bezeichnet wird. MONOD
benutzt allosterisch in Bezug auf oligomere Enzyme
benutzt, die aus mehreren gleichartigen Teilen
(meist 2 (dimer) oder 4 (tetramer)) bestehen. Diese
arbeiten mehr oder weniger synchron.
Die allosterische Modulation nach MONOD ergibt
sich durch Veränderungen der Quartär-Struktur
des Gesamt-Enzyms. Die Ankopplung eines Modulators
an einem Monomer verändert alle anderen
Monomere mit. Wenn an allen Monomeren die
Modulator-Stellen besetzt sind, dann ergibt sich der
maximale Effekt (Symmetrie-Effekt).
Wir verwenden allosterisch in diesem Skript ansonsten nur für die nicht-kompetitive Modulation an monomeren
Enzymen. (Die meisten Schulbücher verwenden die Begriffe genauso. In der Fachliteratur wird der Begriff der
Allosterie unterschiedlich verwendet! Bei Sachunterschieden sollte man immer zuerst die Begriffsdefinitionen prüfen!)
1.1.2.2. Endprodukt-Hemmung
Ein besonderer Fall der Hemmung ist die Endprodukt-Hemmung. Hier wirkt ein Produkt einer
Reaktionskette (Metabolismus) als Hemmstoff für den ersten Reaktionsschritt (dieses Metabolismus).
Als Beispiel gehen wir von einem
zweischrittigen Metabolismus aus.
Die Anzahl weiterer Zwischenschritte beeinflusst
das Prinzip in keiner Weise. Lediglich der Zeitpunkt
für den Effekt wird verzögert.
Das Substrat wird vom Enzym E 1 in ein
Zwischenprodukt (ZwP) umgewandelt.
Dieses lagert im nächsten Metabolismus-Schritt
am Enzym 2 an und wird
zum Produkt dieses Metabolismus. (Meist
sind es viel mehr Schritte.)
Genau dieses Produkt ist gleichzeitig der Hemmstoff für das erste Enzym (E 1 ) des Metabolismus.
Steht genug (End-)Produkt zur Verfügung,
kann es am ersten Enzym andocken
und dieses nicht kompetitiv hemmen.
Damit ist keine weitere Produktion in
diesem Metabolismus möglich.
Erst, wenn nun das (hemmende) Produkt
abgebaut oder in einen nachfolgenden
Metabolismus eingeschleust wird
(hier durch das Enzym E 3 gekennzeichnet),
dann wird das Enzym 1 wieder freigelassen
und kann mit der Produktion
einsetzen.
Da der Metabolismus nun wieder anläuft, wiederholt sich der Vorgang ständig. Wird zuviel
Produkt hergestellt, blockiert dies automatisch den eigenen Metabolismus. Sinkt die Konzentration
des Produkts/Hemmstoffs wieder, weil der (überschüssige) Stoff abgebaut wurde,
dann kann die Produktion erneut einsetzen.
Der Prozess regelt sich bzw. die Stoffkonzentration selbsttätig (Selbstregulation, selbstbegrenzender
Prozess, Substratüberschusshemmung). Da ein rückwärtswirkenden Effekt (des
Produktes auf den Start) vorliegt, spricht man auch von Rückwärtskopplung oder feedback.
- 120 - (c,p) 2008 lsp: dre