اتصال چیست؟ (بخش اول)

اتصال را با پارامترهای ترمودینامیکی (مانند ثابت تفکیک) و کینتیکی (ثابت های سرعت) کمی کرد.

مرکز یادگیری سایت تبیان، مرجان سلیمانیان

در مطالب قبل با پروتئین ها و اتصالات سلولی آشنا شده اید، حال در اینجا بیشتر درباره اتصال و مفهوم آن توضیح خواهیم داد.

چگونه می توان جایگاه اتصال یك پروتئین مانند جایگاه اپراتور را در DNA شناسایی كرد؟ اولین اقدام در این زمینه جداسازی و تعیین توالی قطعاتی از DNA  بود كه در اثر اتصال اختصاصی سدكننده به آنها از حمله آنزیم های نوكلئاز در امان مانده بودند ولی این روش طولانی بو د. امروزه با ساخت و تعیین توالی قطعاتی از DNA كه در اثر آنزیم های محدودكننده بوجود آمده اند می توان با سرعت بیشتری جایگاه های اتصال پروتئین ها را شناسایی كرد  همچنین می توان نشان داد كه دقیقاً چه گروه های شیمیایی DNA (متیل، آمین یا فسفات) با یك پروتئین تماس می یابند.

اندازه یك قطعه را نیز می توان بسادگی با استفاده از الكتروفورز در ژل پلی اكریلامید معین نمود. در روش ردپا (نامگذاری این روش پس از روش انگشت نگاری كه با استفاده از كروماتوگرافی انجام می شود صورت گرفته است ) جایگاه اتصال با تعیین توالی انگشت نگاری كه با استفاده از كروماتوگرافی انجام می شود صورت گرفته است) جایگاه اتصال با تعیین توالی قطعه ای از DNA كه در اثر اتصال پروتئین از حمله نوكلئازها در امان مانده است، مشخص می گردد.

یک پروتئین طی برقراری (اتصال) غیر کووالان با لیگاندهای گوناگون (مانند مولکول های کوچک، لیپیدهای غشایی و یا پروتئین های دیگر) به آنها نزدیک می شود و تشکیل کمپلکس می دهد. اتصال A به B و تشکیل AB را می توان به صورت یک معادله شیمیایی نشان داد:

دقت کنید که در اینجا واکنش رفت، واکنش تفکیک AB می باشد. در این معادله koff و kon به ترتیب ثابت های سرعت واکنش های رفت (تفکیک) و برگشت (تشکیل) هستند. در شرایط تعادل (eq) داریم :

k_(eq=)  ((〖A)〗_(eq ) (〖B)〗_eq)/((〖AB)〗_eq )=k_off/k_on =K_d

Kd ثابت تعادل واکنش تفکیک است و ثابت تفکیک خوانده می شود. هر چه اتصال A و B قوی تر باشد، Kd کوچک تر است:

Kd شاخصی از تمایل اتصالی (یا به طور ساده، تمایل) A و B است.

در مورد کمپلکس هایی با اجزای بیشتر چه می توان گفت؟ حال می توانیم واکنش تفکیک یک کمپلکس سه جزئی را به صورت زیر بنویسیم:

ABC ■(□(→┴k_1  )@□(←┬k_2  )) A+B+C

و در نتیجه خواهیم داشت:

K_eq=((〖A)〗_(eq ).(〖B)〗_eq  .(〖C)〗_eq)/((〖ABC)〗_eq )

در این صورت Keq شاخص مناسبی از تمایل اتصالی یکی از اجزا (برای مثال A) برای شرکت در کمپلکس نمی باشد. می توانیم چنین واکنشی را در مسیرهای مختلف آن در نظر بگیریم، مثلا در یک مسیر ابتدا A به B متصل شده و سپس AB حاصل به C متصل می شود. در این صورت هر واکنش ثابت های خود را دارد. در چنین اتصالاتی ممکن است پدیده آلوستری (اتصال تعاونی) مشاهده شود.

همان طور که می دانید، آنزیم ها  دسته بزرگی از پروتئین ها را شامل می‌شوند که امروزه جایگاه ویژه‌ای را در بیوشیمی به خود اختصاص داده‌اند. وجود آنزیم ها برای نخستین بار در سده نوزدهم آشکار گردید.

آنزیم های آلوستریک و ایزوزیم ها

آنزیم های آلوستریک آنزیم هایی هستند که علاوه بر جایگاه ویژه اتصال سوبسترا، جایگاهی برای اتصال مولکول هایی دارند که میزان واکنش آنزیم را افزایش یا کاهش می‌دهند. بازدارندگی آلوستریکی نوعی بازدارندگی غیر رقابتی است. برخی از آنزیم ها می‌توانند به چند شکل وجود داشته باشند که عمل آنها در یک موجود، بر حسب مراحل مختلف زندگی و در بافت های مختلف متفاوت است. مثلا آنزیم لاکتات دهیدروژناز یا LDH در دو نوع فعال زیستی مختلف وجود دارد که به بافت قلب اختصاص دارد و با H نمایش داده می‌شود و نوع دیگر مختص بافت ماهیچه‌ای است و با M نشان داده می‌شود. این نوع آنزیم ها را ایزوزیم می‌نامند که در دو شکل ساختاری وجود دارند.

ادامه دارد ...

منبع: Olympiad.roshd.ir           http://daneshnameh.roshd.ir

تنظیم کننده: محبوبه همت