biochemie3

Enzymen als biokatalysatoren

6 Chemische reacties in het lichaam: enzymen als biokatalysatoren

6.1 Werking van enzymen: algemeen

• Chemische reacties verlopen spontaan als ze leiden tot een verlaging van de Gibbs vrije energie (\Delta G < 0).
• De meeste natuurlijke chemische omzettingen verlopen niet snel vanwege energetisch ongunstige intermediairen (transitietoestanden).
• De activeringsenergie is het energieverschil tussen de begintoestand en de transitietoestand.
• Katalysatoren verlagen de activeringsenergie, waardoor moleculen de transitietoestand makkelijker bereiken.
• Enzymen zijn de katalysatoren in levende cellen, ze versnellen complexe reacties onder fysiologische omstandigheden.
• Een chemisch onmogelijke reactie blijft onmogelijk, zelfs met een enzym.
• Figuur 6-1 illustreert dat enzymen de activeringsenergie van een reactie verlagen, net als andere katalysatoren.

6.2 Eigenschappen van enzymen

• Enzymen zijn wateroplosbare eiwitten met specifieke functies.
• Ze versnellen chemische reacties $10^6$ tot $10^{14}$ maal, waardoor reactie-evenwichten sneller bereikt worden zonder storende nevenreacties.
• Nagenoeg elke chemische reactie in het lichaam wordt gekatalyseerd door een specifiek enzym.
• Enzymen komen voor in lage concentraties in het lichaam.
• Lichaamseigen enzymen werken bij een relatief lage temperatuur (± 37°C) en meestal bij neutrale pH.
• Enzymen worden niet verbruikt tijdens de reactie, maar ze nemen er wel aan deel en worden nadien onveranderd teruggevonden.
• Enzymen worden in het organisme afgebroken en verdwijnen na verloop van tijd.
• Elk enzym heeft een specifiek actief centrum waar het substraat bindt, wat leidt tot de vorming van een enzym-substraatcomplex.
• Functionele groepen (zijketens van aminozuren) op het actief centrum nemen actief deel aan de katalyse.
• Schema van enzymactiviteit: $E + S \rightleftharpoons ES \rightarrow E + P$
• Figuur 6-2: Algemene voorstelling van het mechanisme van enzymactiviteit

6.3 Classificatie van enzymen

• De naamgeving van enzymen is door de jaren heen veranderd.
• Aanvankelijk werd de naam van het substraat genomen met de uitgang -ase (bv. fosfatase hydrolyseert fosfaatesters, glycosidasen katalyseren de hydrolyse van glycosiden).
• Niet-relevante, triviale namen werden ook gegeven (bv. proteasen, catalase, pepsine, elastase).
• De 'International Union of Biochemists (IUB) Nomenclature System' geeft een systematische indeling in zes hoofdklassen, gebaseerd op reactietype en mechanisme.
• Elke klasse is onderverdeeld in sub- en sub-subklassen.
• De naam bevat de naam van het substraat (substraten) en de uitgang -ase voorafgegaan door het reactietype.
• Aan elk enzyme wordt een systematische codenummer (EC-nummer) toegekend, waarbij het eerste cijfer de hoofdklasse aangeeft.

6.3.1 Hoofdklasse 1: oxidoreductasen

• Bevorderen biologische oxidatie- en reductiereacties.
• Het substraat is een waterstof- of elektronendonor.
• Men spreekt vaak van 'dehydrogenasen'.
• Men spreekt van oxidasen wanneer zuurstof als elektronen- of H atomen-acceptor optreedt.
• Afhankelijk van de groep die geoxideerd wordt, verandert het tweede cijfer:
  • 1.1 CH-OH en 1.1.1. indien NAD+ acceptor is
  • 1.2. C=O
  • 1.3. C=CH-
  • 1.4. CH-NH2
  • 1.5. CH-NH-
• Voorbeeld:
  • Enzym: EC 1.1.1.1.: NAD-oxidoreductase, alcoholdehydrogenase
  • Reactie : alcohol + NAD+ → aldehyd + NADH + H+

6.3.2 Hoofdklasse 2: transferasen

• Enzymen die de overdracht van een bepaalde groep van de ene (donor) naar de andere molecule (acceptor) katalyseren.
• Voorbeelden: methyl- (CH3), alkyl-, acyl-, en amino (NH2)transferasen.
  • 2.1. Eén -koolstof groep (bv. -CH3)
  • 2.2. Aldehyd- en keto-groep
  • 2.3. Acylgroep
  • 2.4. Glycosylgroep
  • 2.5. Alkylgroep
  • 2.6. N-houdende groepen
  • 2.7. Fosfaatgroep
  • 2.8. S-bevattende groep
• Voorbeeld:
  • Enzym: EC 2.3.1.6.: choline O-acetyltransferase, choline-acyltransferase
  • Reactie: acetyl-CoA + choline → CoA + O-acetylcholine

6.3.3 Hoofdklasse 3: hydrolasen

• Enzymen die een hydrolytische splitsing veroorzaken.
• Ze gebruiken water als co-substraat.
• De verteringsenzymen behoren tot deze groep (proteasen, lipasen, carbohydrasen).
  • 3.1. Esters
  • 3.2. Glycosylverbindingen
  • 3.3. Ethers
  • 3.4. Peptiden, proteïnen
  • 3.5. Zuuranhydriden
• Voorbeeld:
  • Enzym: EC 3.2.1.23: ß-D-galactosidegalactohydrolase, ß-D-galactosidase
  • Reactie: para-nitrofenylgalactoside → para-nitrofenol + galactose

6.3.4 Hoofdklasse 4: lyasen

• Splitsen covalente bindingen tussen C-C, C-N en C-O bindingen, maar anders dan oxidoreductasen of hydrolasen.

6.3.5 Hoofdklasse 5: isomerasen

• Katalyseren isomerisatiereacties, d.w.z. omleggingen in de molecule zelf.
  • 5.1. Racemasen
  • 5.2. Cis-trans isomerasen
  • 5.3. Intramoleculaire oxido-reductasen
  • 5.4. Intramoleculaire transferasen
  • 5.5. Intramoleculaire lyasen
  • 5.6. Andere isomerasen
• Voorbeeld:
  • Enzym: EC 5.3.1.1. D-glyceraldehyd-3-fosfaatketo-isomerase, triosefosfaatisomerase
  • Reactie: D-glyceraldehyd-3-fosfaat → dihydroxyacetonfosfaat

6.3.6 Hoofdklasse 6 : ligasen

• Synthetasen in het organisme.
• Katalyseren reacties waarbij een binding wordt gevormd tussen twee moleculen, gekoppeld aan de hydrolyse van een ATP-molecule.
  • 6.1. Vorming van C-O binding
  • 6.2. Vorming van C-S binding
  • 6.3. Vorming van C-N binding
  • 6.4. Vorming van C-C binding
  • 6.5. Vorming van fosfaat-esterbindingen
• Voorbeeld:
  • Enzym: EC 6.3.1.2. L-glutamaat:ammoniakligase (ADP), glutaminesynthase
  • Reactie: ATP + L-glutamaat + NH4+ → ADP + fosfaat + L-glutamine

6.4 Structuur

• Aangezien enzymen eiwitten zijn, hebben ze een primaire, secundaire en tertiaire structuur.
• Een enzym kan voorkomen in of opgebouwd zijn uit:
  • één monomeer
  • meerdere identieke monomeren (bv. ß-D-galactosidase is opgebouwd uit vier identieke monomeren)
  • meerdere verschillende monomeren (bv. creatine kinase bestaat uit twee verschillende monomeren die wel dezelfde werking hebben)
  • multi-enzymcomplexen waarbij in één complex verschillende enzym-gekatalyseerde chemische reacties plaatsgrijpen (bv. het enzymcomplex dat α-ketoglutaarzuur decarboxyleert in de citroenzuurcyclus).
• Enzymen kunnen bestaan uit:
  • uitsluitend polypeptideketens
  • polypeptideketens + een niet-eiwit molecule: sommige enzymen hebben een niet-eiwit molecule nodig voor hun activiteit.
    • Het eiwitgedeelte wordt het apoënzym genoemd.
    • Het niet-eiwit deel een cofactor genoemd wordt.
    • Samen vormen ze dan het holoënzym of kortweg het enzym.

6.5 Cofactoren

Cofactoren kunnen onderverdeeld worden in drie groepen:

• prosthetische groepen
• coënzymen
• metaalionen

6.5.1 Prostetische groep

• Een niet-eiwit molecule die zeer sterk, vaak covalent, aan het proteïne gebonden is.
  • Voorbeelden:
    • cytochroom C, een enzym van het elektronentransportsysteem dat een heem-ring bevat waarin een ijzerion is gebonden (zie ook hemoglobine).
    • Figuur 6-3: De molecule cytochroom C (links) die in een enzym gebonden zit (rechts).
    • carboxylasen: biotine (vitamine B7) wordt, door waterafsplitsing tussen zijn carbonzure groep en de aminogroep van een lysinezijketen van het carboxylase, covalent gebonden aan het enzym.
    • Figuur 6-4: Biotine (links) dat covalent gebonden is aan een lysinezijketen van een decarboxylase enzym (rechts).

6.5.2 Coënzymen

Coënzymen zijn organische moleculen die min of meer los aan het proteïne gebonden zijn. Zij kunnen als volgt ingedeeld worden:

• Verbindingen met energierijke fosfaatgroepen, zoals ATP.
  • Figuur 6-5: De chemische structuur van ATP (adenosine trifosfaat)
• Verbindingen die als drager van elektronen en waterstofatomen optreden bij redoxreacties, zoals NAD+, NADP+ en FAD.
  • NAD+ : nicotinamide adenine dinucleotide
    • Tijdens de oxidatie van een molecule treedt de nicotinamidering van NAD+ op als acceptor van twee elektronen en een proton.
    • Figuur 6-6: Structuur van NAD+ (NADP+) en NADH (NADPH)
    • NAD+ is elektronenacceptor in redoxreacties. Gekende voorbeelden zijn reacties van onderstaand type:
    • Figuur 6-7: NAD+ als cofactor in courante redoxreacties.
  • FAD: flavineadenine dinucleotide
    • Figuur 6-8: Structuur van FAD en FADH2
    • In tegenstelling tot NAD+ treedt FAD als acceptor op van twee protonen en twee elektronen.
    • Het reactieve deel van FAD is de isoalloxazine ring.
    • FAD is elektronenacceptor in reacties van het volgende type:
    • Figuur 6-9: FAD+ als cofactor in courante redoxreacties.
• Verbindingen (zeer dikwijls derivaten van vitamines) die de structuur en de samenstelling van een substraat zodanig wijzigen dat het reactiever wordt. Een typisch voorbeeld hiervan is coënzym A.
  • Figuur 6-10: Structuur van acetylcoënzym A
  • Coënzym A (HSCoA) treedt als coënzym op bij acylgroeptransferreacties.
  • De belangrijkste coënzym A-verbinding is acetylcoënzym A of geactiveerd azijnzuur dat ontstaat door verestering van de carboxylgroep met de thiolgroep van coënzym A:
  • Figuur 6-11: Koppeling van pyruvaat en HSCoA tot AcetylCoA

6.5.3 Metaalionen

• Metaalionen kunnen zeer hecht of zeer los aan het eiwit gebonden zijn.
• Hun rol kan zuiver structureel zijn en/of zij kunnen een essentiële rol spelen in de katalyse.
• Voorbeelden: Ca2+, Mg2+, Zn2+, Mn2+, K+, Na+ enz.
• Er zijn substraten en coënzymen die eveneens een metaalion nodig hebben om te kunnen binden op het enzym (bv. ATP bindt uitsluitend als magnesiumzout).

6.6 Het actief centrum

• Meestal zijn slechts enkele aminozuren in een enzym betrokken bij de enzymatische reacties; deze bevinden zich in het actief centrum of de katalytische holte.
• Het actief centrum is dikwijls een holte in het eiwit waardoor substraten correct georiënteerd worden en water gemakkelijker uitgesloten wordt.
• Men onderscheidt:
  • katalytische aminozuren: nemen deel aan het maken of verbreken van chemische bindingen
  • aminozuren uit de specificiteitsholte: staan in voor de herkenning van het substraat
• Voor de herkenning van het substraat door het actief centrum, bestaan verschillende modellen.

1. Sleutel-slot theorie

• Het actief centrum wordt beschouwd als een starre structuur die precies de vorm heeft van het substraat.
• Figuur 6-12: schematische voorstelling van het “sleutel-slot” principe.

2. Induced fit theorie

• Het actief centrum heeft een zekere flexibiliteit.
• De groepen die bij de binding van het substraat betrokken zijn, zitten nog niet in de juiste positie.
• Het substraat bindt en alles oriënteert zich zodanig dat het goed zit voor katalyse.
• Het eiwit past zich aan wanneer het substraat bindt.
• Figuur 6-13: schematische voorstelling van de “induced-fit” theorie.

6.7 Specificiteit

• Een enzym herkent slechts één welbepaalde molecule of een groep van zeer gelijkende moleculen en zal slechts één welbepaalde reactie katalyseren.
• Er kunnen verschillende vormen van specificiteit onderscheiden worden:
  • zwakke specificiteit of bindingsspecificiteit
  • groepspecificiteit
  • absolute specificiteit
• Voor sommige enzymen is de specificiteit zo groot dat een onderscheid kan gemaakt worden tussen verschillende stereoisomeren (bv. tussen L- en D-melkzuur en tussen de D- en L-aminozuren).
• Dit kan verklaard worden door de bindingswijze van het substraat op het enzym. Aangezien aminozuurzijketengroepen op het actief centrum interageren met de verschillende groepen van het L-isomeer, is het onmogelijk dat het D-isomeer op dezelfde plaats kan binden aangezien hier de groepen anders geörienteerd zijn.
• Figuur 6-14: Stereospecificiteit van enzymen
• De coënzymen (ook de prostetische groepen en sommige metaalionen) binden op het enzym op één welbepaalde plaats, vlak bij het actief centrum.
• Bij het binden van het substraat op het actief centrum zitten het coënzym en het substraat onmiddellijk goed voor reactie.
• Na reactie komen zowel het reactieproduct als het coënzym vrij van het enzym.
• Algemeen kunnen we zeggen dat een coenzyme:
  • bindt op het enzym
  • de aard van de reactie mee bepaalt. Het enzym staat in voor de keuze van het substraat doch eveneens voor de aard van de reactie.
  • actief deelneemt aan de reactie en na de reactie door een ander enzym terug in zijn oorspronkelijke vorm moet gebracht worden.
  • kan optreden als coënzym in verschillende enzymatische reacties van hetzelfde type (NAD+ (NADP+) zal altijd als coënzym optreden in oxidatiereacties).
• De reactie die op het actief centrum plaats grijpt is telkens een oxidatie van het substraat. De enzymen voor deze reacties zijn respectievelijk alcoholdehydrogenase, lactaatdehydrogenase en malaatdehydrogenase.

7 Chemische reacties in het lichaam: Beïnvloeding van enzymactiviteit

7.1 Factoren die enzymactiviteit kunnen beïnvloeden

7.1.1 Invloed van de temperatuur

• Enzymatische reacties verlopen zeer traag bij lage temperatuur (gebruikt bij het bewaren van voedingsmiddelen in de koelkast).
• Temperatuursverhoging heeft een dubbel effect:
  • zoals voor elke chemische reactie, de reactiesnelheid toenemen met de temperatuur (voor vele enzymatische reacties vermeerdert de reactiesnelheid met een factor 2 per 10°C).
  • vanaf een bepaalde temperatuur zal het enzym denatureren en de reactiesnelheid zal vanaf dat moment sterk dalen en zelfs nul worden (de temperatuur waarbij dit gebeurd, is van enzym tot enzym verschillend, de meeste enzymen denatureren echter tussen 35 en 50°C).
• Figuur 7-1: Invloed van de temperatuur op de activiteit van enzymen

7.1.2 Invloed van de pH

• Bij wijziging van de pH zal de ionisatiegraad van de aminozuurzijketens wijzigingen.
• De tertiaire structuur van het enzym en de structuur van het actief centrum zullen hierdoor veranderen.
• De invloed van de pH op de enzymatische reactie is voor elk enzym verschillend.
• Figuur 7-2: Invloed van de pH op de activiteit van enzymen
• Zo zijn er enzymen die optimaal actief zijn bij lage pH en andere die optimaal actief zijn in het alkalisch gebied.

• Naast de invloed op de binding en de katalyse heeft de pH ook een invloed op de totale stabiliteit van het eiwit.
• Het is van het grootste belang om enzymatische reacties in een gebufferd milieu uit te voeren en de pH zo constant mogelijk te houden.

7.1.3 Invloed van de enzymconcentratie

• Indien de substraatconcentratie constant gehouden wordt en de enzymconcentratie toeneemt dan zal de reactiesnelheid stijgen (lineair verband tussen de enzymconcentratie, Et en de reactiesnelheid, v).
• Figuur 7-4: Enzymactiviteit i.f.v. enzymconcentratie

7.1.4 Invloed van de substraatconcentratie

• Indien de enzymconcentratie constant gehouden wordt en de substraatconcentratie geleidelijk toeneemt dan neemt de reactiesnelheid aanvankelijk lineair toe, maar dan minder en minder om dan ten slotte constant te worden.
• Figuur 7-5: Enzymactiviteit i.f.v. substraatconcentratie
• Dit valt als volgt te verklaren: Elke substraatmolecule moet op het actief centrum van een enzym binden vooraleer er reactie kan plaatsgrijpen.
• Bij lage substraatconcentratie zijn er nog voldoende actieve centra beschikbaar om alle substraatmoleculen te laten binden.
• Indien echter de substraatconcentratie groter wordt, komt er een ogenblik dat alle actieve centra permanent bezet zijn met substraatmoleculen.
• Vanaf het moment dat er een substraat wegreageert en het reactieproduct het actief centrum verlaat staat er als het ware al een substraatmolecule te wachten om op het actief centrum te gaan zitten.
• Het enzym is volledig verzadigd aan substraatmoleculen.
• Voor die welbepaalde enzymconcentratie werd de maximale reactiesnelheid, Vmax, bereikt.

7.2 Regulatie van enzymactiviteit

• Compartimentalisatie is een indirecte vorm van regulatie.
  De overige vormen: terugkoppelingsinhibitie (feedback), binden van regulatorische eiwitten, covalente modificatie en allosterie door conformationele verandering, grijpen in op het niveau van de enzymmoleculen.

7.2.1 Biochemische regulatie van de enzymactiviteit

7.2.1.1 Enzyminhibitie

• Inhibitoren zijn stoffen die de enzymatische reactie afremmen of volledig stilleggen.
• Er kunnen verschillende soorten inhibitoren onderscheiden worden:
  • Competitieve versus allosterische inhibitoren
  • Reversibele versus irreversibele inhibitoren

Competitieve inhibitie

• Een competitieve inhibitor bindt op het actief centrum van het enzym en belet daardoor de binding en dus ook de reactie met het substraat.
  • Indien de binding reversibel is, kan een overmaat aan substraat het effect van de inhibitor teniet doen.
  • Indien de inhibitor een covalente binding aangaat met het actief centrum, is het inhiberend effect irreversibel.
• Figuur 7-6: Schematische voorstelling van competitieve inhibitie
• Reversibele competitieve inhibitie
  • De inhibitor gelijkt qua structuur op het substraat.
  • In aanwezigheid van beiden, zal ofwel het substraat binden op het actief centrum, ofwel de inhibitor. Er is sprake van competitie.
  • Bij zeer hoge inhibitorconcentraties kan er nagenoeg geen substraat meer binden en stopt de enzymatische reactie.
• Voorbeeld: Verschillende antibiotica zijn competitieve inhibitoren voor een bepaald enzym van het micro-organisme. Bij bezetting van alle actieve centra door inhibitormoleculen kan het micro-organisme niet meer groeien en sterft af.
• Irreversibele competitieve inhibitie = zelfmoordinhibitie
  • De inhibitor maakt een covalente binding met een groep op het actief centrum.
  • Door deze binding is het actief centrum van het enzym op irreversibele wijze geblokkeerd.
• Voorbeeld: Sommige insecticiden en zenuwgassen maken een covalente binding met een aminozuur-zijketen uit het actief centrum van het enzym acetylcholinesterase. Dit is een enzym dat de neurotransmitter acetylcholine inactiveert door hydrolyse van de esterbinding. Indien het esterase echter geïnhibeerd wordt, resulteert dit in een overschot neurotransmitter. Hierdoor worden spieren overgestimuleerd en worden ze geparalyseerd. Personen die deze stof opgenoen hebben stikken door verlamming van hun respiratorische spieren.

Allosterische inhibitie

• Een allosterische inhibitor bindt op een plaats verschillend van het actief centrum.
• Inhibitor én substraat kunnen tezelfdertijd gebonden zijn op het enzym.
• Inhibitor en substraat zijn niet gelijkend qua structuur, er is dus geen competitie.
• Een allosterische inhibitor wijzigt het actief centrum zodat het substraat minder goed kan binden, en de katalyse niet meer (of thans veel minder goed) doorgaat.
• Figuur 7-7: Schematische voorstelling van allosterische inhibitie

7.2.1.2 Allostere controle van enzymen

• Dit is een veel voorkomende vorm van controle en - in tegenstelling tot de omzetting van een zymogeen tot zijn actieve vorm - is dit een reversibel proces.
• Producten die een invloed uitoefenen op de enzymatische reacties, worden effectors genoemd.
• We onderscheiden:
  • Activators: zorgen ervoor dat gestockeerde producten, voornamelijk brandstoffen, omgezet worden
  • Inhibitoren zorgen ervoor dat er geen teveel van een bepaald product aangemaakt wordt.
• Effectors binden op het enzym op een plaats verschillend van het actief centrum.
• Zij wijzigen de structuur van het enzym zodanig dat ook de katalytische activiteit wijzigt. Dit kan zijn doordat de binding van het substraat op het actief centrum verbetert (verslecht) en/of de reactie versnelt (vertraagt).
• Figuur 7-8: Voorbeeld van allosterische activator
• De binding van de effector op het enzym is een reversibel proces (als een rem/gas pedaal).
• Op het moment dat er reactie moet zijn wordt het gaspedaal (activator) gebruikt bij een teveel aan eindproduct zal het rempedaal (inhibitor) ingedrukt worden.
• Dergelijke vorm van reversibele controle wordt allosterische controle genoemd.

7.2.1.3 Speciaal voorbeeld: Terugkoppelingsinhibitie (feedback)

• Enzymactiviteit kan geregeld worden door de enzymconcentratie in het lichaam te verhogen of te verlagen.
• De sturing kan gebeuren door:
  • hormonen
  • bepaalde producten (vaak metabolieten) die als inducer (bevordert synthese) of repressor (remt synthese) van de mRNA-synthese, en dus zo de eiwitsynthese, optreden.
• Een voorbeeld: bij synthese van isoleucine uit threonine inhibeert het eindproduct (isoleucine) het threoninedeaminase dat de eerste stap uit de syntheseweg katalyseert.
• Figuur 7-9 Terugkoppelingsinhibitie uitgelegd aan de hand van de synthese van isoleucine uitgaande van threonine.
• De logica hierachter is vrij eenvoudig: indien een cel over voldoende van een eindproduct van een metabole weg beschikt, dan heeft het uiteraard geen zin om nog verdere energie te verbruikten om dit product te maken.
• Indien dit product in een concentratie boven een bepaalde grens voorkomt, zal het binden aan het enzym dat de eerste stap van haar biosynthese katalyseert en dit enzym remmen.

7.2.1 Covalente modificatie

• Via covalente modificatie van enzymen, kunnen deze geactiveerd of geïnactiveerd worden.
• Een gekend systeem is de reversibele enzymfosforylering/defosforylering die het werk zijn van proteïnekinasen, respectievelijk proteïnefosfatasen. Vaak worden deze in gang gezet door specifieke hormonen.

7.2.1.1 Irreversibele wijzigingen

• Veel enzymen worden, door het organisme, in een inactieve vorm gesynthetiseerd (inactieve precursor, het proënzym of het zymogeen).
  Often, with these inactive forms, the active center is shielded by an extra protein part.
• Door hydrolyse van één of meerdere peptidebindingen wordt dit extra eiwitgedeeltje verwijdert, komt het actief centrum vrij, en kan katalyse plaatsgrijpen (proces noemt men de activatie van een proënzym).
• Dit proces is irreversibel: eens de peptidebinding gebroken is blijft het enzym actief.
• Voorbeeld: Dergelijke vorm van controle vinden we o.m. terug bij de stollingsenzymen en bij de spijsverteringsenzymen. De spijsverteringsenzymen worden in hun inactieve vorm gesynthetiseerd in de maag en de pancreas:

7.2.1.2 Reversibele wijziging

• Sommige enzymen worden gemakkellijk gefosfateerd of gedefosfateerd waardoor ze ofwel in een actieve of een inactieve vorm omgezet worden.
• Ook dit proces wordt vaak, onrechtstreeks, hormonaal gecontroleerd.

7.2.2 Ruimtelijke regulatie van de enzymactiviteit

7.2.2.1 Compertimentalisatie

• Bepaalde enzymen komen enkel voor in een organel van de cel en zijn dus gecompartimentaliseerd. Zo komen de enzymen voor de vetzuursynthese in het cytoplasma voor, en deze voor de vetzuurafbraak in de mitochondriën (het is dus een manier van de cel om economisch te werken).

• Bij de mens is het metabolisme verder gecompartimentaliseerd in de vorm van weefsels en organen, die bepaalde metabole taken kunnen uitvoeren (bv. gluconeogenese, de nieuw aanmaak van glucose, kan enkel plaatsvinden in de lever en nier).

7.2.2.2 Regeling van de diffusieafstand tussen enzymen

• Het substraat A moet vaak achtereenvolgens door enzymen X, Y en Z gewijzigd worden zodanig dat uiteindelijk product D ontstaat.
• Figuur