In der Biochemie stellt ein Makromolekül Konsumverein-Schwergängigkeit aus, wenn sich seine Sympathie für seinen ligand mit dem Betrag von bereits gebundenem ligand ändert.

Kooperative Schwergängigkeit ist ein spezieller Fall von allostery. Kooperative Schwergängigkeit verlangt, dass das Makromolekül mehr als eine verbindliche Seite hat, da sich cooperativity aus den Wechselwirkungen zwischen verbindlichen Seiten ergibt. Wenn die Schwergängigkeit von ligand an einer Seite die Sympathie für ligand an einer anderen Seite vergrößert, stellt das Makromolekül positiven cooperativity aus. Umgekehrt, wenn die Schwergängigkeit von ligand an einer Seite die Sympathie für ligand an einer anderen Seite senkt, stellt das Protein negativen cooperativity aus. Wenn der ligand an jeder Seite unabhängig bindet, ist die Schwergängigkeit nichtkooperativ.

Der Hügel-Koeffizient

Der Hügel-Koeffizient stellt eine quantitative Methode zur Verfügung, um Schwergängigkeit cooperativity zu charakterisieren. Wie man annimmt, bindet das Makromolekül zu ligands gleichzeitig (wo bestimmt werden soll)

:

\mathrm {P} + n\mathrm {L} \leftrightarrow \mathrm {C }\

</Mathematik>

den Komplex C zu bilden. Folglich kommt die unveränderliche Trennung gleich

:

K_ {d} =

\frac {\\ist [\mathrm {P} \right] \left [\mathrm {L} \right] ^ {n}} {\\link [\mathrm {C} \right] }\abgereist

</Mathematik>

Lassen Sie die Variable den Bruchteil von verbindlichen Seiten vertreten, die auf dem Makromolekül besetzt werden. Dann, vertritt den Bruchteil von verbindlichen Seiten, die nicht besetzt werden, das Verhältnis gebend

:

\frac {\\theta} {1-\theta} =

\frac {\\ist [\mathrm {C} \right]} {\\link [\mathrm {P} \right]} = abgereist

\frac {\\ist [\mathrm {L} \right] ^ {n}} {K_ {d} }\abgereist

</Mathematik>

Einnahme des Logarithmus gibt eine in geradlinige Gleichung nach

:

\log \left [\frac {\\theta} {1 - \theta} \right] =

n \log \left [\mathrm {L} \right] - \log K_ {d }\

</Mathematik>

Folglich, der Hang dieser Linie tragen, wohingegen sein Abschnitt dadurch bestimmt wird.

Mehr allgemein geben das Plotten gegen und die Einnahme des Hangs die wirksame Zahl von ligands, die kooperativ bei einer besonderen ligand Konzentration binden. In einem nichtkooperativen System wie myoglobin ist der Anschlag eine Gerade mit dem Hang bei allen ligand Konzentrationen. Im Vergleich, in einem System mit positivem cooperativity wie Hämoglobin, beginnt der Anschlag als eine Linie mit dem Hang, dann Rampen bis zu einer neuen Linie (auch mit dem Hang), der aufwärts ausgeglichen wird. Der Grad von cooperativity wird durch den maximalen Hang im "Aufrichten" Gebiet charakterisiert, das ~2.8 für das Hämoglobin ist; so, an seinem dem grössten Teil des Konsumvereins, bindet Hämoglobin effektiv drei ligands im Konzert. Das "Aufrichten" entspricht einer Zunahme in der Sympathie (Abnahme in), der als der Betrag von bestimmten Ligand-Zunahmen vorkommt. Solche Anschläge werden manchmal als "sigmoid" wegen ihres feinen "S" - Gestalt charakterisiert.

Mechanismen von cooperativity

Wie man

Hypothese aufstellte, sind zwei Modelle für die Schwergängigkeit cooperativity beobachtet in Proteinen, dem MWC Modell und dem KNF Modell verantwortlich gewesen.

Das Modell von Monod-Wyman-Changeux (MWC) wurde von Jacques Monod, vorgebracht

Jeffries Wyman und Jean-Pierre Changeux 1965. Es postuliert das das Protein hat nur zwei Staaten, eine niedrige Sympathie der Staat T und eine hohe Sympathie der Staat R, wo der Staat T thermodynamisch bevorzugt wird. Folglich, an niedrigen Beträgen von bestimmtem ligand, bevorzugt das Protein den Staat T der niedrigen Sympathie; jedoch, als der Betrag von bestimmten Ligand-Zunahmen kommt das Protein, um den Staat der hohen Sympathie zu bevorzugen. Strukturstudien haben das MWC Modell unterstützt und die R- und T-Staaten aufgehellt; jedoch kann das Modell nicht negativen cooperativity erklären.

Ein alternatives Modell ist das folgende oder "veranlasste passende" Modell von Daniel Koshland, George Némethy und Filmer (KNF Modell), in dem ligand, der an einer Seite bindet, eine lokale Conformational-Änderung verursacht ("veranlasst passend"), der kleine Conformational-Änderungen an nahe gelegenen verbindlichen Seiten verursacht, ihre Sympathie für den ligand betreffend. So, gemäß dem KNF Modell, hat das Protein viele ein bisschen verschiedene Conformational-Staaten entsprechend allen möglichen Weisen der Ligand-Schwergängigkeit.

Zusatzinformation

In der nichtkooperativen Schwergängigkeit wird die Weise, wie die Sympathie von der Konzentration von ligand in der Lösung häufig abhängt, als "hyperbolisch" beschrieben, weil ein Graph dieser Abhängigkeit eine Hyperbel verfolgt.

Siehe auch

• Regulierung von Allosteric
• Vierergruppe-Struktur
• Cooperativity
• Changeux J.-P. (1964). Wechselwirkungen von Allosteric haben in Bezug auf die Vierergruppe-Struktur gedolmetscht. Brookhaven Symposien in der Biologie, 17: 232-249.
• Monod J., Wyman J. und Changeux J.-P. (1965). Auf der Natur von allosteric Übergängen: ein plausibles Modell. J. Mol. Biol. 12: 88-118.
• Koshland, J.R. Nemethy, G. und Filmer, D. (1966). Vergleich von experimentellen verbindlichen Daten und theoretischen Modellen im Protein, das Subeinheiten enthält. Biochemie. 5: 365-385

Links

• Interaktive Hämoglobin-Sättigung biegt