Khu trú trao đổi chất

Khu trú trao đổi chất Khu trú trao đổi chất Bởi: Nguyễn Lân Dũng KHU TRÚ TRAO ĐỔI CHẤT (Metabolic Channeling) Một chế khu trú trao đổi chất phổ biến chia khoang (compartmentation) nghĩa phân bố biệt hoá enzyme chất trao đổi cấu trúc tế bào tách biệt bào quan có màng bao bọc Chẳng hạn, oxy hoá acid béo gặp bên ti thể tổng hợp acid béo lại diễn tế bào chất Chu chất vi khuẩn xem ví dụ chia khoang Sự chia khoang tạo điều kiện cho việc hoạt động điều chỉnh đồng thời tách biệt đường phối hợp nhờ điều chỉnh việc vận chuyển chất trao đổi coenzyme khoang tế bào Giả dụ, có hai đường tồn khoang tế bào khác cần NAD+ cho hoạt động Sự phân bố NAD+ hai khoang định hoạt tính tương đối đường cạnh tranh đường chiếm dư thừa NAD+ có lợi Sự chia khoang gặp bên khoang tế bào chất Nền (matrix) vật thể đông đặc, có cấu trúc gồm nhiều khoang nhỏ Ở sinh vật nhân thật chia nhỏ lưới nội chất (endoplasmic reticulum) khung tế bào (cytoskeleton) Trong môi trường chất trao đổi coenzyme không khuếch tán nhanh gradien chất trao đổi thiết lập gần enzyme hệ thống enzyme cục Điều diễn enzyme vị trí đặc biệt chuyển hoá chất thành sản phẩm dẫn đến giảm nồng độ nhiều chất trao đổi tăng nồng độ nhiều chất trao đổi khác Chẳng hạn, nồng độ sản phẩm cao gần enzyme thấp dần theo khoảng cách tăng lên tính từ enzyme Sự khu trú tạo thay đổi rõ rệt nồng độ chất trao đổi ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt tính enzyme Nồng độ chất, nói chung, thường vào khoảng 10-3 - 10-6M/l, chí thấp hơn, nghĩa phạm vi nồng độ enzyme nhỏ số Michaelis (Km) nhiều enzyme Dưới điều kiện nồng độ chất enzyme điều hoà hoạt tính chất xúc tác nồng độ chất phần tăng lên đường cong hyperbole bão hoà chất (Hình 16.20) 1/2 Khu trú trao đổi chất Điều hòa hoạt tính enzyme nồng độ chất Trong hình đường cong bão hòa enzyme-cơ chất với số Michaelis (Km) tốc độ tương đương với ½ tốc độ cực đại (V max ) Tốc độ ban đầu phản ứng (v) dựng đồ thị nồng độ chất Tốc độ cực đại tốc độ lớn đạt với số lượng enzyme cố định điều kiện xác định Khi nồng độ chất nhỏ Km hoạt tính enzyme thay đổi tuyến tính với nồng độ chất Giả dụ, nồng độ chất tăng từ mức độ A tới mức độ B Vì nồng độ phạm vi Km nên hoạt tính enzyme tăng lên rõ rệt Sự giảm nồng độ từ B đến A hạ thấp tốc độ tạo thành sản phẩm (Theo Prescott, Harley Klein, 2005) Khi nồng độ chất tăng, chất chuyển thành sản phẩm nhanh hơn; nồng độ chất giảm đương nhiên dẫn đến hoạt tính enzyme thấp Nếu enzyme hai đường khác sử dụng chất trao đổi chúng trực tiếp cạnh tranh chất này, đường thắng cạnh tranh này, nghĩa đường với enzyme có giá trị Km thấp chất trao đổi, hoạt động gần hoàn toàn thống trị Do khu trú bên khoang tế bào điều chỉnh phối hợp trao đổi chất thông qua biến đổi nồng độ chất trao đổi nồng độ coenzyme 2/2 ... enzyme có giá trị Km thấp chất trao đổi, hoạt động gần hoàn toàn thống trị Do khu trú bên khoang tế bào điều chỉnh phối hợp trao đổi chất thông qua biến đổi nồng độ chất trao đổi nồng độ coenzyme... độ chất tăng, chất chuyển thành sản phẩm nhanh hơn; nồng độ chất giảm đương nhiên dẫn đến hoạt tính enzyme thấp Nếu enzyme hai đường khác sử dụng chất trao đổi chúng trực tiếp cạnh tranh chất. . .Khu trú trao đổi chất Điều hòa hoạt tính enzyme nồng độ chất Trong hình đường cong bão hòa enzyme-cơ chất với số Michaelis (Km) tốc độ tương đương