Skip to main content
Global

7.18: ויסות הנשימה התאית - מנגנוני ויסות לנשימה תאית

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    210680

    • Boundless
    • Boundless
    \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    מטרות למידה
    • הסבר את המנגנונים המווסתים את הנשימה התאית.

    מנגנונים רגולטוריים

    מנגנונים שונים משמשים לבקרת הנשימה התאית. ככזה, סוג כלשהו של שליטה קיים בכל שלב של חילוף החומרים של הגלוקוז. ניתן לווסת את הגישה של גלוקוז לתא באמצעות חלבוני GLUT המעבירים גלוקוז. בנוסף, צורות שונות של חלבון GLUT שולטות במעבר הגלוקוז לתאי הרקמות הספציפיות.

    דמות
    איור\(\PageIndex{1}\): הובלת גלוקוז: GLUT4 הוא טרנספורטר גלוקוז המאוחסן בשלפוחיות. מפל אירועים המתרחש עם קישור אינסולין לקולטן בקרום הפלזמה גורם לשלפוחיות המכילות GLUT4 להתמזג עם קרום הפלזמה כך שניתן להעביר גלוקוז לתא.

    חלק מהתגובות נשלטות על ידי שני אנזימים שונים: אחד כל אחד לשני הכיוונים של תגובה הפיכה. תגובות המזרזות על ידי אנזים אחד בלבד יכולות להגיע לשיווי משקל, ולעצור את התגובה. לעומת זאת, אם שני אנזימים שונים (כל אחד ספציפי לכיוון נתון) נחוצים לתגובה הפיכה, ההזדמנות לשלוט בקצב התגובה עולה ולא מושגת שיווי משקל.

    מספר אנזימים המעורבים בכל אחד מהמסלולים (בפרט, האנזים המזרז את התגובה המחויבת הראשונה של המסלול) נשלטים על ידי התקשרות של מולקולה לאתר אלוסטרי (לא פעיל) על החלבון. לאתר זה יש השפעה על פעילות האנזים, לרוב על ידי שינוי הקונפורמציה של החלבון. המולקולות הנפוצות ביותר ביכולת זו הן הנוקלאוטידים ATP, ADP, AMP, NAD + ו-NADH. מווסתים אלה, המכונים אפקטורים אלוסטריים, עשויים להגביר או להקטין את פעילות האנזים, בהתאם לתנאים השוררים, ולשנות את המבנה הסטרי של האנזים, בדרך כלל להשפיע על תצורת האתר הפעיל. שינוי זה במבנה החלבון (האנזים) מגביר או מקטין את הזיקה שלו למצע שלו, עם השפעה של הגדלה או הקטנה של קצב התגובה. ההתקשרות של מולקולה לאתר האלוסטרי משמשת לשליחת אות לאנזים, ומספקת משוב. סוג משוב זה של בקרה יעיל כל עוד הכימיקל המשפיע עליו קשור לאנזים. ברגע שהריכוז הכולל של הכימיקל יורד, הוא יתפזר הרחק מהחלבון, והשליטה נינוחה.

    נקודות מפתח

    • צורות שונות של חלבון GLUT שולטות במעבר הגלוקוז לתאי הרקמות הספציפיות, ובכך מווסתות את הנשימה התאית.
    • תגובות המזרזות על ידי אנזים אחד בלבד יכולות להגיע לשיווי משקל, מה שעלול לגרום לתגובה להיעצר.
    • אם שני אנזימים שונים נחוצים לתגובה הפיכה, יש הזדמנות גדולה יותר לשלוט בקצב התגובה וכתוצאה מכך מגיעים לשיווי משקל בתדירות נמוכה יותר.
    • אנזימים נשלטים לעתים קרובות על ידי קישור של מולקולה לאתר אלוסטרי על החלבון.

    מונחי מפתח

    • אנזים: חלבון כדורי המזרז תגובה כימית ביולוגית
    • אלוסטרי: תרכובת הנקשרת לאתר לא פעיל, המשפיעה על פעילות האנזים על ידי שינוי הקונפורמציה של החלבון (יכולה להפעיל או לבטל)
    • מטבוליזם: הסט השלם של תגובות כימיות המתרחשות בתאים חיים