7.14: Regulação Alostérica

A regulação alostérica de enzimas ocorre quando a ligação de uma molécula a um local diferente do local ativo causa uma mudança na atividade enzimática. Esse tipo de regulação pode ser positiva ou negativa, aumentando ou diminuindo a atividade da enzima. A maioria das enzimas que exibem a alosteria são enzimas metabólicas envolvidas na degradação ou síntese de moléculas celulares específicas.

Na inibição alostérica, a ligação de uma molécula ao local alostérico causa uma mudança de forma que reduz a afinidade da enzima para o substrato. Frequentemente, o inibidor alostérico é um produto da enzima ou da via enzimática, permitindo que produtos enzimáticos limitem a sua própria produção. Trata-se de um tipo de inibição por feedback, prevenindo a superprodução de produtos. Como exemplo clássico, a isoleucina é um inibidor alostérico de uma enzima importante para a sua síntese.

Em contraste, um ativador alostérico causa uma mudança conformacional que aumenta a afinidade de uma enzima para o substrato. A ativação alostérica aumenta drasticamente a velocidade da reação, representada por uma reação de velocidade-substrato em forma de S. Como exemplo, a ligação de ligandos extracelulares ao receptor de EGF transmembranar causa uma alteração conformacional que resulta na ativação da atividade de quinases intracelulares. Se uma enzima é composta por múltiplas subunidades, a ligação de um ativador alostérico a uma única subunidade pode causar um aumento na afinidade, e alteração de forma, em todas as subunidades afiliadas.

A regulação alostérica refere-se ao controle de uma enzima através de um local distinto, diferente do local ativo da enzima. Quando uma molécula se liga a tal local, chamado de sítio alostérico, a ligação pode induzir uma mudança de conformação, ou mudança de forma, na enzima. Tal ação pode causar um aumento na afinidade do sítio da enzima ativa para seus substratos, aumentando a atividade das enzimas, um processo conhecido como ativação alostérica.

Num gráfico de concentração de taxa de reação-substrato, ativação alostérica pode ser representada como uma curva em forma de S positiva, onde há um atraso até que a enzima seja ativada. Então, devido ao súbito aumento de sítios ativos, uma alta concentração de substrato pode ligar e rapidamente acelerar a reação. Por outro lado, se o efetor se ligar à enzima e causar uma mudança na conformação que diminui a afinidade de ligação ao substrato, o processo é referido como inibição alostérica.

Neste caso, existe uma diminuição da função enzimática, e uma queda na taxa da reação química a partir do estado ativado. temperatura, como quando mudanças sazonais induzem modificações na composição de ácidos graxos dos peixes.