עכבה אלסטרוסטית (עיכוב לא תחרותי)

בתוך ה עכבה אלוסטרלית אוֹ עכבה לא תחרותית מעכבים נקשרים למרכז האלסטרואי של אנזים ובצורה זו מצמצמים את פעילותו. הכריכה מביאה לשינוי בקונפורמציה החוסם חלקית או מלאה את תפקוד האנזים. עיכוב אלוסטרי נחשב כטיפול בסרטן.

מהי עיכוב אלסטרואי?

ברפואה, עיכוב הוא האטה, עיכוב או חסימת תהליכים ביולוגיים. הפעולה עלולה להתייצב עקב העצירה. בביוכימיה, עיכוב בדרך כלל מתאים לעיכוב אנזים. סוג זה של עיכוב יכול להיות תחרותי או לא תחרותי. העיכוב הלא תחרותי מכונה גם עיכוב אלוסטרלי.

עם סוג זה של עיכוב, המטרה היא לקשור את המעכבים מחוץ למרכזים הפעילים של התהליכים שעיכבו. למעכבים המשמשים ולקשרים שלהם השפעה שלילית על תפקוד האנזים המעורב בתהליך. המעכבים המשמשים ידועים גם כגורמים גורמים לאסטרוסטריים ובניגוד לעיכוב התחרותי של אנזימים אינם מצטברים במרכז התהליך הפעיל אלא במקומות אחרים של האנזים המתאים. הם ממוקמים במרכז האלסטרואי של האנזים ובאופן זה משנים את הקונפורמציה שלו. שינוי קונפורמציה זה מקשה על האנזים או לפחות קשה לקשור מצע לאתר הפעיל.

פונקציה ומשימה

אנזימים הם מרכיבים חיוניים בכל אורגניזם. החומרים של הגוף עצמו מעורבים בכל התהליכים המטבוליים ומזרזים את מרבית התגובות הביוכימיות. תאי הגוף זקוקים למנגנונים מסוימים לוויסות תהליכים אנזימטיים על מנת להשפיע על פעילותם הספציפית של אנזימים.

אנזימים מופעלים לרוב באמצעות שינויים ופעילותם מוסדרת. הכריכה לחומרים מסוימים יכולה למלא גם תפקיד בוויסות פעילויות האנזים. חומרים נקשרים נקראים גם אפקטורים, אשר בהתאם להשפעתם על האנזים נקראים פעילים או מעכבים. מפעילים מגבירים את הפעילות האנזימטית ומקדמים את התגובה הנלווית. מעכבים מפחיתים פעילויות אנזימטיות ומעכבים את התגובות בהתאמה.

מעכבים במרכז הפעיל של האנזים מביאים למה שמכונה עיכוב תחרותי ותופסים את אתרי הכריכה של המרכז הפעיל. במקרה של עיכוב לא תחרותי, המעכב נקשר למרכז האוסטוסטרי של אנזים מסוים ובכך מביא לשינוי מבני במרכז הפעיל. כתוצאה מתהליכים אלו, האנזים מאבד את תפקידו באופן חלקי או מלא. עיכוב המשוב או עיכוב התוצר הסופי הם סוג מיוחד של סוג זה של עיכוב. תוצר של שרשראות סינתטיות מעכב אלסטרואלית אנזים המעורב בסינתזה.

ניתן להפוך את כל הסוגים של עיכוב אלסטרואי. תהליך זה תואם את הסרת האפקטורים האלוסטריים. כל עכבה שאינה תחרותית מבוססת על כריכה של מעכב I למרכז האסטרוסטרלי של האנזים E. קשר זה אינו משפיע על קשירת מצע. המעכב יכול לא רק להיקשר לאנזים החופשי, אלא גם למתחם האנזים-מצע שלו, מכיוון שהוא אינו חייב להיקשר בחלק המחייב של האנזים. המצע המתאים מגיב גם באופן אנלוגי עם קומפלקס מעכבי אנזים. עם זאת, מתחם מצע אנזים מעכב-מצע אינו מתפצל מהתוצר המתקבל. במקרים בודדים של עכבה לא תחרותית, ההתנהגות הספציפית של מעכבים יכולה לסטות פחות או יותר מהמקרה הרגיל.

מחלות ומחלות

עיכוב תהליכים אנזימטיים הוא סוג חיוני של ויסות בגוף האדם. הם יכולים להפריע, למשל, על ידי פגמים גנטיים, בעיקר על ידי מוטציות. מוטציות מסוג זה יכולות להשפיע על אבני בניין שונות בגוף האדם הממלאות תפקיד בעיכוב האנזים. ההשלכות של חוסר עכבות יכולות להיות מגוונות.

לדוגמה, רמות חומצת שתן מוגברות עשויות להיות קשורות בהפרעות של עכבה אנזימטית. אם ריכוז חומצת השתן בדם מוגבר ולא מספיק מופרש עם השתן, המלחים מופקדים במפרקים ובכך יכולים לקדם היווצרות גושים צנית. גבישי חומצת השתן גורמים לתגובות דלקתיות בעור הפנימי של המפרקים, כמו אלו הקשורים להתקף גאוט חריף. ניתן לייחס את חומצת השתן המוגברת לפגם בעיכוב האלוסטרלי, אשר מעדיף ביוסינתזה מוגברת של מה שמכונה נוקליאוטידים פורין.

עכבות אלסטרוסטיות לא רק מהוות בסיס למחלות שונות, אלא משמשות כיום גם על ידי הרפואה למטרות טיפוליות. לדוגמא, עיכוב אלוסטרלי של BCR-ABL הוא עיקרון טיפולי עכשווי ללוקמיה חיובית בכרומוזום. הרפואה המודרנית משתמשת גם בעקרון של עיכוב אלוסטרלי בתחומים אחרים של טיפול בסרטן. מדענים מחפשים כיום יותר ויותר מעכבים במסגרת מחקר סרטן. בהקשר זה, קבוצות מחקר אמריקאיות גילו למשל את חלבוני ה- Ral שנראים מעניינים במיוחד עבור מחקרי סרטן. עם זאת, עדיין לא ניתן לדבר על סם שמיש. עם זאת, עכבה אלסטרואלית ולא תחרותית היא תחום שיעזור לעצב את עתיד הטיפול בסרטן.