結合位點
編輯在生物化學和分子生物學中,結合位點是大分子(例如蛋白質)上與另一個分子特異性結合的區域。 大分子的結合伴侶通常稱為配體。 配體可能包括其他蛋白質(導致蛋白質-蛋白質相互作用)、酶底物、第二信使、激素或變構調節劑。 結合事件通常但不總是伴隨著改變蛋白質功能的構象變化。 與蛋白質結合位點的結合通常是可逆的(瞬時和非共價的),但也可以是共價可逆的或不可逆的。
函數
編輯配體與蛋白質上結合位點的結合通常會引發蛋白質構象的變化并導致細胞功能改變。 因此,蛋白質上的結合位點是信號轉導途徑的關鍵部分。 配體的類型包括神經遞質、毒素、神經肽和類固醇激素。 結合點會在許多情況下引起功能變化,包括酶催化、分子通路信號、穩態調節和生理功能。 該位點的電荷、空間形狀和幾何形狀選擇性地允許高度特異性的配體結合,激活蛋白質負責的特定細胞相互作用級聯。
催化
酶通過比底物和產物更強烈地與過渡態結合而產生催化作用。 在催化結合位點,幾種不同的相互作用可能作用于底物。 這些范圍包括電催化、酸和堿催化、共價催化和金屬離子催化。 這些相互作用通過提供有利的相互作用來穩定高能分子,從而降低化學反應的活化能。 酶結合允許更接近和排除與反應無關的物質。 這種特定的結合也阻止了副反應。
可以執行這些作用的酶類型包括氧化還原酶、轉移酶、水解酶、裂解酶、異構酶和連接酶。
例如,轉移酶己糖激酶催化葡萄糖磷酸化生成 6-磷酸葡萄糖。 己糖激酶的活性位點殘基可穩定活性位點中的葡萄糖分子,并刺激有利相互作用的替代途徑的開始,從而降低活化能。
抑制
通過抑制劑結合抑制蛋白質可能會導致通路調節、穩態調節和生理功能受阻。
競爭性抑制劑與底物競爭結合活性位點的游離酶,從而阻礙結合后酶-底物復合物的產生。 例如,一氧化碳中毒是由一氧化碳與血紅蛋白中的氧競爭性結合引起的。
或者,非競爭性抑制劑在活性位點與底物同時結合。 在與酶底物 (ES) 復合物結合后,形成酶底物抑制劑 (ESI) 復合物。 與競爭性抑制劑類似,產物形成的速率也降低了。
最后,混合抑制劑能夠結合游離酶和酶-底物復合物。 然而,與競爭性和非競爭性抑制劑相比,混合抑制劑與變構位點結合。 變構結合誘導可能增加蛋白質對底物的親和力的構象變化。 這種現象稱為正調制。 相反,降低蛋白質對底物親和力的變構結合是負調節。
類型
編輯活動網站
在活性位點,底物與酶結合以引發化學反應。 底物、過渡態和產物可以與活性位點以及任何競爭性抑制劑結合。 例如,在蛋白質功能的背景下,肌肉細胞中鈣與肌鈣蛋白的結合可以誘導肌鈣蛋白的構象變化。 這允許原肌球蛋白暴露肌球蛋白頭部結合的肌動蛋白-肌球蛋白結合位點以形成橫橋并誘導肌肉收縮。
在血液中,競爭性結合的一個例子是一氧化碳,它與氧氣競爭血紅素上的活性位點。 在氧氣濃度低的情況下,一氧化碳的高親和力可能會勝過氧氣。 在這些情況下,一氧化碳的結合會引起構象變化,阻止血紅素與氧氣結合,從而導致一氧化碳中毒。
變構位點
在調節位點,配體的結合可能會引起蛋白質功能的放大或抑制。 配體與多聚酶變構位點的結合通常會誘導正協同作用,即一種底物的結合會誘導有利的構象變化并增加酶與第二種底物結合的可能性。
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