Meccanismi di controllo del flusso di metaboliti

Meccanismi di controllo del flusso nelle vie metaboliche

I meccanismi per controllare il flusso nelle tappe che determinano la velocità di una via metabolica sono i seguenti:

1. Il controllo allosterico

I meccanismi allosterici possono causare grandi variazioni nell'attività enzimatica. Molti enzimi sono regolati da effettori che sono spesso substrati, prodotti o coenzimi della via, ma non necessariamente dell'enzima in oggetto. Ad esempio, nella regolazione retroattiva negativa, il prodotto di una via inibisce una delle prime tappe della via, come il CTP, un prodotto della biosintesi delle pirimidine, che inibisce l'ATCasi, l'enzima che limita la velocità di questa via metabolica.

2. La modificazione covalente

Molti enzimi che controllano i flussi nelle vie metaboliche sono caratterizzati da specifici siti che possono essere fosforilati e defosforilati tramite enzimi o essere modificati attraverso altre reazioni covalenti. Questa modificazione può attivare o inattivare l'enzima, regolando così il flusso nella via metabolica.

3. I cicli del substrato

Alcune vie metaboliche sono regolate da cicli di substrato, in cui il prodotto finale della via agisce come substrato per una reazione che si trova all'inizio della via stessa. Questo meccanismo permette di controllare il flusso nella via metabolica in base alla concentrazione del prodotto finale.

4. Il controllo genetico

Il controllo genetico regola l'espressione degli enzimi che partecipano alle vie metaboliche. Attraverso la regolazione della trascrizione e della traduzione dei geni che codificano per questi enzimi, è possibile controllare la quantità di enzimi presenti nella cellula e quindi il flusso nelle vie metaboliche.

Altri tipi di modificazioni covalenti. I processi di modificazione di tipo enzimatico, che sono a loro volta soggetti a controllo da parte di segnali esterni quali gli ormoni, alterano notevolmente le attività degli enzimi modificati. Questo meccanismo di segnalazione coinvolto nel controllo del flusso

3) I cicli del substrato non all'equilibrio,

Le velocità v e v di due reazioni opposte catalizzate da enzimi diversi, possono essere modificate in modo indipendente, vale a dire che il flusso J può essere aumentato sia incrementando velocità della reazione diretta, che rallentando quella della reazione inversa. Il flusso lungo questo ciclo del substrato è più sensibile alle concentrazioni di effettori allosterici rispetto al flusso attraverso una singola reazione non all'equilibrio e non accoppiata a una reazione inversa.

4) Il controllo genetico.

In risposta alle necessità metaboliche, mediante la sintesi proteica, si possono

modificare le concentrazioni degli enzimi, e quindi le loro attività. I processi della trascrizione di un gene e l'intraduzione dell'RNA in una catena polipeptidica forniscono numerosi RNA messaggero e poi la punti di regolazione, e sono oggetto dei meccanismi di controllo genetico delle concentrazioni enzimatiche. rispondono rapidamente (nell'arco di secondi o minuti) agli stimoli esterni e sono quindi classificati come meccanismi di controllo "a breve termine". I primi tre meccanismi di regolazione