Buňka 2.27 - Regulace metabolických drah na úrovni buňky

Regulační mechanismy metabolických drah

1) Kompartmentace

2) Změna enzymu

2a) Změna absolutní koncentrace enzymu

2b) Modulace aktivity již existujícího enzymu

Jak probíhá regulace metabolických drah kompartmentací?

V jednotlivých kompartmentech probíhají určité dráhy, podle toho mají taky odlišné enzymatické vybavení, také pomocí specifických přenašečů v membránách, oddělení protichůdných dějů, následné procesy probíhají blízko sebe

Změna absolutní koncentrace enzymu

Indukce nebo represe genu kódujícího daný enzym - pomocí transkripčních faktorů (induktor/represor)

Vliv transkripčních faktorů (genů kódujících enzymy) je reverzibilní/ireverzibilní, a často jsou závislé/nezávislé na ligandu

Reverzibilní, závislé na ligandech

Ligandem transkripčních faktorů (genů kódujících enzymy) je _________

Signální molekula, metabolity

Změna absolutní koncentrace enzymu trvá déle/méně než regulace již existujícího enzymu + jak dlouho zhruba

Trvá déle - hodiny až dny

Enzymy glukoneogeneze jsou indukované __________

Glukokortikoidy

Co jsou xenobiotika a jaké enzymy indukují?

Látky cizí pro tělo - indukce enzymů monooxygenázového systému

Hem inhibuje syntézu _________

Delta-aminolevulátsyntázy

Způsoby modulace aktivity již existujícího enzymu:

1) Kovalentní modifikace molekuly enzymu

2) Zásahy, které ovlivňují enzymovou kinetiku

Způsoby kovalentní modifikace molekuly enzymu:

1) Tvorba aktivních enzymů z neaktivních prekurzorů

2) Interkonverze enzymů

Přeměna neaktivního proenzymu (prekurzoru) v aktivní enzym probíhá _________ (jak)

Jeho částečnou proteolýzou

Jaké aktivní enzymy se tvoří z neaktivních prekurzorů?

Trávicí enzymy, enzymy koagulační kaskády

Tvorba aktivních enzymů z neaktivních prekurzorů vede k rychlému/pomalému zvýšení koncentrace aktivních enzymů + je reverzibilní/ireverzibilní

Rychlému

Ireverzibilní -> vyřazení enzymu jeho proteolytickým odbouráním

Interkonverze enzymů

Aktivace nebo inhibice enzymů díky jinému enzymu - proteinkinázy a proteinfosfatázy (fosforylace a defosforylace)

Interkonverze enzymů je reverzibilní/ireverzibilní

Reverzibilní

Interkonverze enzymů je často odpověď na __________

Hormonální signál

Interkonverze enzymů je rychlé/pomalé přepínání aktivní a neaktivní formy

Rychlé

Zásahy, které ovlivňují enzymovou kinetiku:

1) Vliv koncentrace substrátů, produktů, KM, pH, teploty, ...

2) Vliv přítomnosti modulátorů aktivity (inhibitory/aktivátory)

Jak může produkt ovlivňovat enzymovou kinetiku? (3)

1) Odebírání produktu jedné reakce reakcí následnou

2) Využití produktu jedné metabolické dráhy v metabolické dráze jiné

3) Transport produktu do jiného kompartmentu

-> urychlení první reakce

Modulátory aktivity metabolických drah (aktivátory a inhibitory) (3)

1) Regulace zpětnou vazbou - nahromadění meziproduktu, nebo konečného produktu vede k inhibici

2) Zkřížená regulace - meziprodukt, nebo konečný produkt, jedné metabolické dráhy ovlivňuje rychlost jiné metabolické dráhy

3) Regulace krokem vpřed - meziprodukt ovlivňuje jeden z následujících enzymů metabolické dráhy