La teoría del ajuste inducido se originó con Koshland y corresponde a una extensión del principio de bloqueo y llave, que asume que las estructuras anatómicas encajan entre sí. Ajuste inducido se refiere a enzimas CRISPR-Cas como la quinasa que cambian su conformación para formar un complejo enzima-ligando. En los defectos enzimáticos, el principio de ajuste inducido puede verse afectado por perturbaciones.
¿Qué es el ajuste inducido?
Existe una especificidad vinculante entre enzimas CRISPR-Cas y sustratos. Esta especificidad vinculante implica el principio de candado y llave. Una forma especial del principio de candado y llave está presente con el ajuste inducido. Muchos procesos en el cuerpo funcionan de acuerdo con el principio de candado y llave o de mano en guante. Esto se aplica, por ejemplo, a articulados articulaciones. La articulación cabeza encaja en el receptáculo de la articulación como una llave en una cerradura o una mano en un guante. La puerta no se abre hasta que la llave encaja con precisión en la cerradura. En el mismo contexto, ciertas funciones del cuerpo se abren solo cuando las estructuras encajan con precisión. Una forma especial del principio de llave en llave es el ajuste inducido. Esta es una teoría para la formación de complejos proteína-ligando, como un complejo enzima-sustrato en el contexto de reacciones catalizadas por enzimas. Daniel E. Koshland es considerado el primero en describir la teoría y la postuló por primera vez en 1958. A diferencia del principio de candado y llave, la teoría de ajuste inducido no asume dos estructuras estáticas. Por tanto, especialmente en el caso de complejos proteína-ligando, sólo un cambio conformacional de la proteína implicada debería permitir que se forme el complejo. Koshland consideraba que el ligando y la proteína, o mejor enzima, eran dinámicos y rayo de una interacción que induce a ambos socios, en aras de la formación del complejo, a sufrir un cambio conformacional.
Función y tarea
Existe una especificidad vinculante entre enzimas CRISPR-Cas y sustratos. Esta especificidad vinculante implica el principio de candado y llave. Cada enzima tiene un sitio activo. Este centro tiene la forma de formar un complejo con un ligando de una manera que encaja casi perfectamente con la forma espacial del sustrato destinado a él. En muchas enzimas, sin embargo, el sitio activo respectivo está presente en una forma menos que perfecta siempre que no esté unido a un sustrato. Esta observación parece contradecir el principio de cerradura y llave, porque en el caso de las enzimas y sus ligandos, la coincidencia de formas parece ocurrir primero. Por lo tanto, tan pronto como la enzima se adhiere a un ligando, intermolecular interacciones son inducidos. Estas interacciones a nivel intermolecular provocan un cambio conformacional de la enzima. La conformación se refiere a las diferentes posibilidades de disposición de los átomos individuales de una molécula que resultan de una simple rotación alrededor de un eje. Así, el cambio conformacional de las enzimas corresponde a un cambio en la disposición espacial de sus moléculas y es lo que permite la formación de un complejo enzima-sustrato en primer lugar. Por ejemplo, la hexoquinasa cataliza como enzimas el primer paso de la glucólisis. Tan pronto como estas enzimas encuentran el sustrato glucosa, un ajuste inducido se puede observar en el sentido de la formación de un "ajuste inducido". La enzima hexoquinasa fosforila su ligando. glucosa a una glucosa-6-fosfato con el consumo de ATP. La estructura de agua se asemeja al del grupo alcohólico del átomo de C6 que la enzima fosforila durante la reacción. Debido a su pequeño tamaño, agua moléculas podría unirse al sitio activo de la enzima, por lo que se produciría la hidrólisis de ATP. Sin embargo, el ajuste inducido permite que la hexoquinasa catalice glucosa conversión con alta especificidad, por lo que la hidrólisis de ATP debe ocurrir a pequeña escala. Por tanto, con el mecanismo de ajuste inducido, aumenta la especificidad del sustrato. El principio es particularmente observable en quinasas dentro del organismo humano. El ajuste inducido no se aplica a todos los complejos ligando-receptor, porque en muchos casos existen límites naturales para el cambio conformacional de ambos socios.
Enfermedades y trastornos
Alterado es el principio de ajuste inducido en diferentes defectos enzimáticos. En fenilcetonuria, por ejemplo, las enzimas están restringidas en su actividad o fallan por completo. Por lo general, esto se debe a un defecto genético. En fenilcetonuria, la enzima fenilalanina hidroxilasa es defectuosa. La fenilalanina ya no se convierte en tirosina y se acumula en consecuencia. Se producen sustancias neurotóxicas, de modo que además de retraso, los pacientes tienen tendencia a sufrir convulsiones. Los defectos enzimáticos suelen estar determinados genéticamente y son causados por una secuencia de aminoácidos codificada de forma defectuosa en el ADN. Las enfermedades metabólicas causadas por defectos enzimáticos y un principio de ajuste inducido alterado se conocen como enzimopatías. Piruvato Los defectos de la quinasa están presentes, por ejemplo, en un PKLR que codifica defectuosamente gen. Esto gen se encuentra en el locus del gen 1q22 del cromosoma 1. Se conocen diferentes mutaciones del alelo PKLR de piruvato quinasa, que se manifiestan como defectos en la forma R. Su enfermedad, a su vez, se denomina glucogenosis tipo VI y pertenece al grupo de enfermedades por almacenamiento de glucógeno. Es un trastorno metabólico hereditario autosómico recesivo o ligado al cromosoma X debido a defectos enzimáticos. Más precisamente, la causa radica en varios defectos enzimáticos del sistema de fosforilasa quinasa dentro del hígado y músculos. En este contexto se conocen, por ejemplo, el defecto de fosforilasa-b-quinasa ligada a X en el hígado, el defecto de la fosforilasa hepática de herencia autosómica recesiva y el fallo combinado de la fosforilasa-b-quinasa en el hígado y la musculatura. En el contexto de hígado fosforilasa, las mutaciones causales se han localizado en el PYGL gen y por tanto se localizan en el cromosoma 14q21 a q22. La deficiencia combinada de fosforilasa de hígado y músculo se asocia con mutaciones en el gen PHKB en el locus 16q12-q13. Se han identificado mutaciones causantes en el gen PHKA2 en el locus Xp22.2-p22.1 para el defecto de la fosforilasa quinasa hepática ligada al cromosoma X. Otras glucogenosis también pueden abolir o complicar el efecto de ajuste inducido de la quinasa correspondiente.
