Canlı varlıklar kendi metabolik yolaklarını kontrol etme yeteneğine sahip

Bu kontrol mekanizmasını bazı spesifik enzimlerin konsantrasyonlarını ve aktivitelerini düzenleyerek yaparlar

Enzimlerin çoğu protein yapıda olduklarından, enzim konsantrasyonları protein sentez ve degredasyonu arasındaki dengeye bağlı

Spesifik proteinlerin sentezi mRNA sentezi ve mRNA’nın translasyonda kullanımını da kapsayan birçok basamakta kontrol edilir

Protein degredasyon hızı ise protein degredasyonundan sorumlu enzimlerin konsantrasyon ve aktiviteleri gibi mekanizmalarla kontrol edilir

Protein sentez ve degredasyon kontrolü ile olan mekanizmalar uzun dönemde etkili olmakta

Bazı durumlarda çok çabuk değişen koşullara organizma yanıt vermekte

Hızlı yanıtın oluşması regulatuvar enzimler üzerindeki metabolik kontrolle gerçekleşir

Birçok enzim aktivitesi pH değişikliğinden etkilenir

ÖR: Lizozomal enzimler pH 5’te en yüksek aktiviteyi gösterirlerken, intrasellüler pH olan 7’de aktiviteleri oldukça azalır

Ortam pH değişikliği de pratik bir yol değil

Regulatuvar Enzimler

Metabolizmada ardışık yollar bulunmakta ve birçok enzim bu yollarda görev almakta

Birinci enzimin katalizlediği reaksiyonun ürünü, bir sonraki basamakta görev alan enzim için substrat olmakta

Bu ardışık reaksiyonlarda hız kısıtlayıcı basamağı oluşturan ve en yavaş katalizin olduğu bir basamak bulunur

Bu tip basamaklarda görev alan enzimlere regulatuvar enzimler denir

Regulatuvar enzimler gelen sinyallere göre katalitik aktivitelerini artırır ya da azaltırlar

Multienzim sistemlerinin çoğunda ilk reaksiyonu katalizleyen enzim bir regulatuvar enzim

Bu ardışık sırada yer alan diğer enzimler, kendilerine substrat geldiği oranda aktivite gösterirler

Regulatuvar enzimlerin aktiviteleri değişik tipte sinyal molekülleri ile düzenlenir

Bunlar genellikle küçük metabolitler ya da kofaktörler

Metabolik yolaklarda enzim aktivitelerinin düzenlenmesinde iki strateji izlenmekte;

Enzimin kovalent yapısında değişiklik oluşturularak Km ya da kcat değerlerinde değişiklik oluşturulması

Effektör olarak adlandırılan inhibitör ya da aktivatör bir molekülün enzime reversible olarak bağlanması ile Km ya da kcat değerlerinde değişiklik oluşturulması

Parsiyel Proteoliz:

İrreversible bir kovalent modifikasyon

Pankreas tripsin, kimotripsin, elastaz ve karboksipeptidazları inaktif zimojenler olarak sekrete eder

Bunlar ekstrasellüler olarak diğer proteazlar tarafından parsiyel proteolize uğratıldıklarında aktivite kazanırlar

Tripsin, intestinal bir enzim olan enterokinazın N terminal hekzapeptidi yapısından ayırmasıyla aktive kazanır

Tripsin ise kimotripsinin N terminal ucundan 15 amino asidlik bir diziyi kopararak onu aktif hale getirir

Parsiyel Proteoliz

Sindirim enzimlerinin bu şekilde geç aktivite kazanmalarının faydası, sentezlendikleri doku olan pankreasa zarar verememeleri

Substrat bağlanma cebi zimojen formda tam olarak uygun olmadığından, zimojen formun Km değeri daha yüksek

Pıhtılaşma kaskadında fonksiyon gören enzimler de parsiyel proteolizle aktivasyon kazanırlar

Bunun önemi kaskada gereksinim anına kadar inaktif formda kalmaları

Pıhtılaşama kaskadında fonksiyon gören serin proteaz enzimleri bulunmakta

…