Lý thuyết phù hợp cảm ứng bắt nguồn từ Koshland và tương ứng với một phần mở rộng của nguyên tắc khóa và chìa khóa, giả định rằng các cấu trúc giải phẫu khớp với nhau. Cảm ứng phù hợp đề cập đến enzyme chẳng hạn như kinase thay đổi cấu trúc của chúng để tạo thành phức hợp enzyme-phối tử. Trong các khiếm khuyết về enzym, nguyên tắc phù hợp cảm ứng có thể bị ảnh hưởng bởi sự nhiễu loạn.
Cảm ứng-phù hợp là gì?
Có tính cụ thể ràng buộc giữa enzyme và chất nền. Tính cụ thể ràng buộc này ngụ ý nguyên tắc khóa và chìa khóa. Một dạng đặc biệt của nguyên tắc khóa và chìa có mặt với cảm ứng phù hợp. Nhiều quá trình trong cơ thể hoạt động theo nguyên tắc khóa và chìa khóa hoặc tay trong tay. Ví dụ, điều này áp dụng cho khớp. Khớp nối cái đầu tham gia vào ổ cắm chung như chìa khóa trong ổ khóa hoặc tay trong găng tay. Cửa không mở cho đến khi chìa khóa vừa vặn với ổ khóa. Trong cùng một bối cảnh, các chức năng nhất định của cơ thể chỉ được mở ra khi các cấu trúc khớp với nhau một cách chính xác. Một dạng đặc biệt của nguyên tắc khóa trong ổ khóa là Cảm ứng phù hợp. Đây là một lý thuyết về sự hình thành phức hợp protein-phối tử, chẳng hạn như phức hợp enzyme-cơ chất trong bối cảnh của các phản ứng có sự xúc tác của enzyme. Daniel E. Koshland được coi là người đầu tiên mô tả lý thuyết này và lần đầu tiên công nhận nó vào năm 1958. Không giống như nguyên lý khóa và chìa khóa, lý thuyết phù hợp quy nạp không giả định hai cấu trúc tĩnh. Do đó, đặc biệt là trong trường hợp phức hợp protein-phối tử, chỉ một sự thay đổi cấu trúc của protein liên quan mới cho phép phức hợp hình thành. Koshland coi phối tử và protein, hoặc enzyme tốt hơn, là động lực và nói của một tương tác khiến cả hai đối tác, vì lợi ích của sự hình thành phức tạp, phải trải qua một sự thay đổi về quy cách.
Chức năng và nhiệm vụ
Có tính cụ thể ràng buộc giữa enzyme và chất nền. Tính cụ thể ràng buộc này ngụ ý nguyên tắc khóa và chìa khóa. Mỗi enzym mang một vị trí hoạt động. Trung tâm này được định hình để tạo thành một phức chất với phối tử theo cách gần như hoàn toàn phù hợp với hình dạng không gian của chất nền dành cho nó. Tuy nhiên, trong nhiều enzym, vị trí hoạt động tương ứng có ở dạng kém hoàn hảo miễn là nó không liên kết với cơ chất. Quan sát này dường như mâu thuẫn với nguyên tắc khóa và chìa khóa, bởi vì trong trường hợp của các enzym và các phối tử của chúng, sự phù hợp hình dạng dường như xảy ra đầu tiên. Do đó, ngay sau khi enzym gắn vào phối tử, liên phân tử tương tác được gây ra. Những tương tác ở cấp độ giữa các phân tử gây ra sự thay đổi cấu trúc của enzym. Sự biến đổi đề cập đến các khả năng sắp xếp khác nhau của các nguyên tử riêng lẻ của một phân tử là kết quả của sự quay đơn giản về một trục. Do đó, sự thay đổi cấu trúc của các enzym tương ứng với sự thay đổi trong cách sắp xếp không gian của chúng phân tử và là thứ cho phép hình thành phức hợp enzyme-cơ chất ngay từ đầu. Ví dụ, hexokinase xúc tác như các enzym ở bước đầu tiên của quá trình đường phân. Ngay sau khi các enzym này gặp cơ chất glucose, một sự phù hợp cảm ứng có thể được quan sát theo nghĩa của sự hình thành của một “sự phù hợp cảm ứng”. Enzyme hexokinase phosphoryl hóa phối tử của nó glucose thành glucose-6-phốt phát với sự tiêu thụ ATP. Cấu trúc của nước tương tự như trong nhóm rượu của nguyên tử C6 mà enzyme phosphoryl hóa trong phản ứng. Vì kích thước nhỏ của nó, nước phân tử có thể gắn vào vị trí hoạt động của enzym, do đó quá trình thủy phân ATP sẽ được tạo ra. Tuy nhiên, sự phù hợp cảm ứng cho phép hexokinase xúc tác glucose chuyển hóa với độ đặc hiệu cao nên quá trình thủy phân ATP phải xảy ra ở quy mô nhỏ. Do đó, với cơ chế cảm ứng phù hợp, độ đặc hiệu của chất nền tăng lên. Nguyên tắc này đặc biệt có thể quan sát được trên kinase trong cơ thể người. Sự phù hợp cảm ứng không áp dụng cho mọi phức hợp phối tử-thụ thể, bởi vì trong nhiều trường hợp, có những giới hạn tự nhiên đối với sự thay đổi cấu trúc của cả hai đối tác.
Bệnh tật và rối loạn
Rối loạn là nguyên tắc phù hợp gây ra trong các khiếm khuyết enzym khác nhau. Trong phenylketon niệu, ví dụ, các enzym bị hạn chế hoạt động của chúng hoặc thất bại hoàn toàn. Điều này thường là do một khiếm khuyết di truyền. Trong phenylketon niệu, enzyme phenylalanine hydroxylase bị lỗi. Phenylalanin không còn được chuyển hóa thành tyrosine và tích tụ theo đó. sự chậm phát triển, bệnh nhân có xu hướng co giật. Các khiếm khuyết của enzym thường được xác định về mặt di truyền và do trình tự axit amin được mã hóa xác định trong DNA gây ra. Các bệnh chuyển hóa gây ra bởi các khiếm khuyết của enzym và nguyên tắc phù hợp bị rối loạn như vậy được gọi là các bệnh lý enzym. Pyruvate các khuyết tật kinase hiện diện, ví dụ, trong một PKLR mã hóa rõ ràng gen. Điều này gen nằm trên locus gen 1q22 của nhiễm sắc thể số 1. Đã biết các đột biến khác nhau từ alen PKLR của pyruvat kinase, hiển thị dưới dạng khuyết tật ở dạng R. Bệnh của cô lần lượt được gọi là bệnh glycogenosis loại VI và thuộc nhóm bệnh dự trữ glycogen. Đây là một bệnh rối loạn chuyển hóa di truyền lặn hoặc di truyền liên kết X do khiếm khuyết enzym. Chính xác hơn, nguyên nhân nằm ở các khiếm khuyết enzyme khác nhau của hệ thống phosphorylase kinase trong gan và cơ bắp. Đã biết trong bối cảnh này là ví dụ như khiếm khuyết phosphorylase-b-kinase liên kết X trong gan, khiếm khuyết của men phosphorylase gan do di truyền lặn trên cơ thể và sự kết hợp của phosphorylase-b-kinase trong gan và hệ cơ. Trong ngữ cảnh của gan phosphorylase, các đột biến gây bệnh đã được bản địa hóa thành PYGL gen và do đó nằm ở nhiễm sắc thể 14q21 đến q22. Sự thiếu hụt kết hợp phosphorylase gan-cơ có liên quan đến các đột biến trên gen PHKB tại vị trí 16q12-q13. Các đột biến gây ra trong gen PHKA2 tại vị trí Xp22.2-p22.1 đã được xác định đối với khiếm khuyết phosphorylase kinase ở gan liên kết X. Các glycogenose khác cũng có thể loại bỏ hoặc làm phức tạp tác dụng gây cảm ứng của kinase tương ứng.
