7.13: Endprodukt-Hemmung

Biochemische Reaktionen laufen in Zellen ständig ab und wandeln Substrate in verschiedene Produkte um. Dies geschieht in der Regel mit Hilfe von Enzymen, welche die Reaktionen beschleunigen. Ohne Enzyme würden die meisten Reaktionen innerhalb der Zelle viel zu lange dauern um nützlich für die Zelle zu sein.

Da Enzyme helfen, die Reaktionsgeschwindigkeit zu kontrollieren, wird ihre Aktivität stetig reguliert, so dass angemessene Mengen an Substraten, Zwischenprodukten und Produkten in der Zelle erhalten bleiben. Ein übermäßiger Auf -oder Abbau von Substanzen kann katastrophale Folgen für die Gesundheit einer Zelle und des Organismus haben.

In einem regulierten Prozess, der Endprodukt-Hemmung, inhibiert das Produkt ein Enzym, in einem früheren Schritt der Reaktionskette in dem es produziert wurde. Das Produkt bindet an die regulatorische Bindungsstelle des Enzyms. Sie unterscheidet sich von dem aktiven Zentrum, an dem das Substrat bindet. Dadurch wird die eigene Produktion verlangsamt oder vollständig unterbunden. Wenn das Produkt an die regulatorische Bindungsstelle bindet, verursacht es eine Konformationsänderung im Enzym. Diese verhindert, dass es an das Substrat binden kann und die Reaktion weiter katalysiert.

Das verhindert, dass sich zu hohe Produktmengen in der Zelle ansammeln. Sinkt der Wert des Produkts ausreichend ab, hemmt es das Enzym nicht mehr. Die Reaktion kann wieder normal ablaufen.

In einem regulatorischen Prozess, der Feedback-Hemmung bezeichnet wird, hemmt das Produkt einer Reaktion ein Enzym in einem früheren Stadium des Stoffwechselwegs, der es produziert, wodurch die eigene Produktion verlangsamt oder gestoppt wird. Das Produkt bewirkt das, indem es sich an die regulatorische Stelle auf dem Enzym bindet, die sich von der aktiven Stelle unterscheidet, die an das Substrat bindet. Wenn sich das Produkt an die regulatorische Stelle bindet, verursacht es eine Konformationsänderung des Enzyms, die es daran hindert, die Reaktion weiter zu katalysieren.

Diese Aktivität verhindert, dass sich zu hohe Mengen des Produkts ansammeln. Sobald die Menge niedrig genug ist, hemmt das Produkt das Enzym nicht mehr und die Produktion kann wie gewohnt fortgesetzt werden.