4.17: Allosterische Proteine-ATCase

Bindungen an Bindungsstellen können die Funktion eines Proteins regulieren. Zum Beispiel wird die Enzymaktivität oft durch einen Rückkopplungsmechanismus reguliert, bei dem das Endprodukt des biochemischen Prozesses als Inhibitor dient.

Aspartat-Transcarbamoylase (ATCase) ist ein zytosolisches Enzym, das die Kondensation von L-Aspartat und Carbamoylphosphat zu N-Carbamoyl-L-Aspartat katalysiert. Diese Reaktion ist der erste Schritt der Pyrimidin-Biosynthese. UTP und CTP, die Endprodukte des Pyrimidinsynthesewegs, hemmen die Aktivität von ATCase, dem Enzym, das den ersten wesentlichen Schritt dieses Signalwegs katalysiert. Die Bindung von UTP und CTP an das Enzym reguliert die verknüpfte katalytische Stelle negativ, wenn die Konzentration von Pyrimidinen im Verhältnis zur Konzentration von Purinen in der Zelle hoch ist. Dieses Phänomen wird als Rückkopplungshemmung bezeichnet und ist für die Aufrechterhaltung der richtigen Mengen an Metaboliten in einem Organismus unerlässlich.

ATCase ist Teil des CAD-Multienzymkomplexes, der zusammen mit der Carbamoylphosphatsynthetase II und Dihydroorotase Teil des Pyrimidin-Biosynthesewegs ist. Pyrimidine sind essentiell für die DNA-Synthese während der Zellteilung, daher verlangsamt die Hemmung der ATCase-Aktivität das Tumorwachstum bei Krebs.