Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της επαγόμενης προσαρμογής και της κλειδαριάς και του κλειδιού

Η κύρια διαφορά μεταξύ της επαγόμενης προσαρμογής και του μοντέλου κλειδώματος και κλειδιού είναι ότι στο μοντέλο επαγόμενης προσαρμογής, η ενεργή θέση του ενζύμου δεν ταιριάζει πλήρως στο υπόστρωμα, ενώ στο μοντέλο κλειδαριάς και κλειδιού, η ενεργή θέση του ενζύμου είναι το συμπλήρωμα το υπόστρωμα και ως εκ τούτου, ταιριάζει με ακρίβεια στο υπόστρωμα. Επιπλέον, στο μοντέλο επαγόμενης προσαρμογής, η ενεργή θέση του ενζύμου πρέπει να υποβληθεί σε μια διαμορφωτική αλλαγή για τη βελτίωση της δέσμευσης ενώ το μοντέλο κλειδαριάς και κλειδιού περιγράφει την ειδικότητα της ενεργού θέσης του ενζύμου σε ένα συγκεκριμένο υπόστρωμα.

Η επαγόμενη προσαρμογή και το μοντέλο κλειδώματος και κλειδιού είναι τα δύο μοντέλα αλληλεπιδράσεων ενζύμου-υποστρώματος. Γενικά, περιγράφουν πώς τα ένζυμα αλληλεπιδρούν με το υπόστρωμα.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται 

1. Τι είναι το μοντέλο επαγόμενης προσαρμογής
     – Ορισμός, Μηχανισμός Δράσης, Σημασία
2. Τι είναι το μοντέλο κλειδαριάς και κλειδιού
     – Ορισμός, Μηχανισμός Δράσης, Σημασία
3. Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ της επαγόμενης προσαρμογής και του μοντέλου κλειδώματος και κλειδιού
     – Περίληψη κοινών χαρακτηριστικών
4. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της επαγόμενης προσαρμογής και του μοντέλου κλειδώματος και κλειδιού
     – Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι 

Ενεργή τοποθεσία, ένζυμο, μοντέλο επαγόμενης προσαρμογής, μοντέλο κλειδώματος και κλειδιού, υπόστρωμα

Τι είναι το Induced Fit Model 

Το μοντέλο επαγόμενης προσαρμογής είναι ένα από τα κύρια μοντέλα, που περιγράφει την αλληλεπίδραση ενζύμου-υποστρώματος. Επίσης, ο Daniel Koshland πρότεινε αυτό το μοντέλο το 1958. Βασικά, σύμφωνα με την υπόθεση, η ενεργή θέση του ενζύμου δεν έχει μια άκαμπτη διαμόρφωση. Επομένως, το υπόστρωμα δεν ταιριάζει πλήρως στην ενεργό θέση του ενζύμου. Ως εκ τούτου, η ενεργή θέση του ενζύμου τροποποιεί το σχήμα της κατά τη δέσμευση του υποστρώματος, καθιστώντας συμπληρωματική προς το σχήμα του υποστρώματος. Είναι σημαντικό ότι αυτή η διαμορφωτική αλλαγή είναι δυνατή λόγω της ευελιξίας του μορίου της πρωτεΐνης, το οποίο χρησιμεύει ως το ελένζυμο.

Εικόνα 1:Επαγόμενο μοντέλο προσαρμογής της εξοκινάσης

Επιπλέον, η ενεργή θέση του ενζύμου δεν είναι στατική και απαιτεί ξεχωριστή καταλυτική ομάδα για τη δράση του ενζύμου. Ωστόσο, η δέσμευση της καταλυτικής ομάδας αποδυναμώνει τους δεσμούς που σχηματίζονται από το υπόστρωμα με την ενεργή θέση. Έτσι, το μοντέλο επαγόμενης προσαρμογής περιγράφει τον μηχανισμό της μη δράσης έναντι των ανταγωνιστικών αναστολέων.

Τι είναι το μοντέλο κλειδαριάς και κλειδιού  

Το μοντέλο κλειδώματος και κλειδιού είναι το δεύτερο μοντέλο, το οποίο περιγράφει την αλληλεπίδραση ενζύμου-υποστρώματος. Ωστόσο, ο Emil Fischer πρότεινε αυτό το μοντέλο το 1894. Επομένως, ονομάζεται επίσης θεωρία του Fisher. Σύμφωνα με το μοντέλο κλειδαριάς και κλειδιού, η ενεργή θέση των ενζύμων χρησιμεύει ως «κλείδωμα» ενώ το υπόστρωμά της ως «κλειδί». Για το λόγο αυτό, το σχήμα της ενεργού θέσης του ενζύμου είναι συμπληρωματικό με το σχήμα του υποστρώματος. Έτσι, η ενεργή θέση του ενζύμου μπορεί να συγκρατήσει το υπόστρωμα πιο κοντά στο ένζυμο σχηματίζοντας μια άχρηστη ενδιάμεση ένωση, η οποία είναι το σύμπλοκο ενζύμου-υποστρώματος.

Εικόνα 2:Μοντέλα επαγόμενης προσαρμογής και κλειδώματος και κλειδιού

Επιπλέον, η κοντινή απόσταση επιτρέπει τη συνέχιση της βιολογικής αντίδρασης. Επομένως, η επακόλουθη διάσταση του συμπλόκου ενζύμου-υποστρώματος έχει ως αποτέλεσμα το ένζυμο και τα προϊόντα. Επίσης, το μοντέλο κλειδαριάς και κλειδιού δεν χρειάζεται ξεχωριστή καταλυτική ομάδα για τη δράση του ενζύμου. Εκτός από αυτά, η στατική ενεργή θέση του ενζύμου αποτελείται από μια μοναδική οντότητα στο μοντέλο κλειδαριάς και κλειδιού.

Similarities Between Induced Fit and Lock and Key  Model

• Η επαγόμενη προσαρμογή και το κλείδωμα και το κλειδί είναι τα δύο μοντέλα, τα οποία περιγράφουν τον μηχανισμό δράσης του ενζύμου.
• Και τα δύο μοντέλα εξαρτώνται από τον βαθμό ακρίβειας δέσμευση του υποστρώματος στην ενεργό θέση του ενζύμου.
• Είναι σημαντικά για την περιγραφή του τρόπου αύξησης των ενζύμων ο ρυθμός μιας βιολογικής αντίδρασης μέσω της κατάλυσης.
• Και τα δύο μοντέλα μειώνουν την ενέργεια ενεργοποίησης ενός ειδική βιοχημική αντίδραση.

Διαφορά μεταξύ της επαγόμενης προσαρμογής και του μοντέλου κλειδώματος και κλειδιού 

Ορισμός 

Το μοντέλο επαγόμενης προσαρμογής αναφέρεται σε ένα μοντέλο αλληλεπίδρασης ενζύμου-υποστρώματος στο οποίο η ενεργή θέση του ενζύμου δεν ταιριάζει πλήρως στο υπόστρωμα. Από την άλλη πλευρά, το μοντέλο κλειδαριάς και κλειδιού αναφέρεται σε ένα δεύτερο μοντέλο αλληλεπίδρασης ενζύμου-υποστρώματος στο οποίο η ενεργή θέση του ενζύμου ταιριάζει πλήρως με το υπόστρωμα.

Προτάθηκε από 

Το μοντέλο επαγόμενης προσαρμογής προτάθηκε από τον Daniel Koshland το 1958, ενώ το μοντέλο κλειδαριάς και κλειδιού προτάθηκε από τον Emil Fischer το 1894. 

Προσαρμογή της ενεργής θέσης του ενζύμου στο υπόστρωμα 

Η ενεργή θέση του ενζύμου δεν ταιριάζει πλήρως με το υπόστρωμα στο μοντέλο επαγόμενης προσαρμογής, ενώ η ενεργή θέση του ενζύμου ταιριάζει ακριβώς με το υπόστρωμα στο μοντέλο κλειδαριάς και κλειδιού .

Σημασία του ενεργού ιστότοπου 

Στο μοντέλο επαγόμενης προσαρμογής, η ενεργή θέση του ενζύμου πρέπει να υποστεί μια διαμορφωτική αλλαγή για να βελτιωθεί η δέσμευση, ενώ το μοντέλο κλειδαριάς και κλειδιού περιγράφει την ειδικότητα της ενεργού θέσης του ένζυμο σε ένα συγκεκριμένο υπόστρωμα.

Σύνθεση ενεργού ιστότοπου 

Η ενεργή θέση του ενζύμου περιέχει δύο συστατικά στο μοντέλο της επαγόμενης προσαρμογής, ενώ η ενεργή θέση του ενζύμου περιέχει μία οντότητα στο μοντέλο κλειδαριάς και κλειδιού.

Καταλυτικές Ομάδες 

Υπάρχει μια ξεχωριστή καταλυτική ομάδα στο ένζυμο στο μοντέλο επαγόμενης προσαρμογής, ενώ δεν υπάρχει ξεχωριστή καταλυτική ομάδα στο ένζυμο στο μοντέλο κλειδαριάς και κλειδιού.

Ιδιότητες του ενεργού ιστότοπου 

Η ενεργή θέση του ενζύμου δεν είναι στατική στο μοντέλο της επαγόμενης προσαρμογής, ενώ η ενεργή θέση του ενζύμου είναι στατική στο μοντέλο κλειδαριάς και κλειδιού.

Ανάπτυξη μεταβατικής κατάστασης 

Αναπτύσσεται μια κατάσταση μετάβασης προτού τα αντιδρώντα υποστούν αλλαγές στο μοντέλο επαγόμενης προσαρμογής, ενώ μια κατάσταση μετάβασης δεν αναπτύσσεται πριν τα αντιδρώντα υποστούν αλλαγές στο μοντέλο κλειδώματος και κλειδιού.

Η αποδυνάμωση των Καταλυτικών Δεσμών 

Η καταλυτική ομάδα εξασθενεί τους δεσμούς του υποστρώματος είτε με την πυρηνόφιλη είτε την ηλεκτροφιλική επίθεση στο μοντέλο επαγόμενης προσαρμογής, ενώ η καταλυτική ομάδα δεν αποδυναμώνει τους δεσμούς υποστρώματος στο μοντέλο κλειδαριάς και κλειδιού.

Μη ενέργεια έναντι Ανταγωνιστικών αναστολέων 

Το μοντέλο επαγόμενης προσαρμογής περιγράφει τον μηχανισμό της μη δράσης έναντι ανταγωνιστικών αναστολέων, ενώ το μοντέλο κλειδώματος και κλειδιού περιγράφει την ειδικότητα της ενεργού θέσης του ενζύμου σε ένα συγκεκριμένο υπόστρωμα.

Συμπέρασμα 

Συνοπτικά, το μοντέλο επαγόμενης προσαρμογής είναι ένα μοντέλο για αλληλεπιδράσεις ενζύμου-υποστρώματος στις οποίες το υπόστρωμα δεν ταιριάζει πλήρως στην ενεργή θέση του ενζύμου. Ως εκ τούτου, η ενεργή θέση του ενζύμου πρέπει να υποστεί μια διαμορφωτική αλλαγή ενώ συνδέεται με το υπόστρωμα. Συγκριτικά, το μοντέλο κλειδαριάς και κλειδιού είναι ένα δεύτερο μοντέλο για την αλληλεπίδραση ενζύμου-υποστρώματος στο οποίο το υπόστρωμα ταιριάζει πλήρως στην ενεργό θέση του ενζύμου. Ως εκ τούτου, περιγράφει την ειδικότητα της δέσμευσης της ενεργού θέσης του ενζύμου προς ένα συγκεκριμένο υπόστρωμα. Επομένως, η κύρια διαφορά μεταξύ της επαγόμενης προσαρμογής και του μοντέλου κλειδαριάς και κλειδιού είναι ο μηχανισμός σύνδεσης και σημασίας του υποστρώματος.

Αναφορές:

1. Κορνέλ, Μπρεντ. «Μοντέλα Δράσης». BioNinja , Διαθέσιμο εδώ.

Εικόνα Ευγενική προσφορά:

1. «Εξοκινάση επαγόμενη προσαρμογή» Του Thomas Shafee – Δική μου εργασία (CC BY 4.0) μέσω Commons Wikimedia    
2. "CNX Chem 12 07 Enzyme" από OpenStax (CC BY 4.0) μέσω Commons Wikimedia