ในบางแง่ เซลล์ก็เหมือนกับเมือง แผนที่ภายในของเซลล์แสดงให้เห็นทางสัญจรที่เชื่อมโยงโรงงานที่สร้างโมเลกุลขนาดใหญ่ไปยังที่ทำการไปรษณีย์ซึ่งโมเลกุลเหล่านั้นถูกบรรจุและส่งออก เป็นต้น ประชากรของเซลล์ – โปรตีนและโมเลกุลอื่น ๆ – เคลื่อนที่ไปตามทางเดินของเซลล์ที่พลุกพล่าน เช่น ผู้คนบนท้องถนน พบปะ โต้ตอบ และทำให้องค์กรทั้งหมดดำเนินต่อไปการเปิดเผยของเอ็นไซม์ การซูมเข้าในการทำงานของเอนไซม์ (แสดงแบบจำลองอินเวอร์เตส 3 มิติ) ได้นำไปสู่มุมมองที่ละเอียดยิ่งขึ้นว่าตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีววิทยาทำงานอย่างไร โดยมีผลกับการออกแบบยาและการรักษา
ภาพ: เปโดร SALAVERRIA / SHUTTERSTOCK; โมเลกุล: M. ALVARO-BENITO ET AL./J. ไบโอล เคมี. 2010
เอนไซม์เปลี่ยนรูปร่าง เอนไซม์เปลี่ยนรูปร่าง เช่น CalB กำลังเปิดเผยบทบาทของรูปแบบต่อความเร็วในการเกิดปฏิกิริยา
ก. เปล่า พิมล
การลดพลังงาน เอนไซม์ทำให้ปฏิกิริยาในร่างกายดำเนินไปอย่างรวดเร็ว โดยปล่อยให้พวกมันดำเนินการโดยป้อนพลังงานน้อยกว่าที่จำเป็น สารตั้งต้นถูกยึดโดยแรงที่อ่อนแอในกระเป๋าของเอนไซม์ สิ่งนี้ช่วยอำนวยความสะดวกในการแปลงสารตั้งต้นเป็นผลิตภัณฑ์ ซึ่งจะถูกปล่อยออกมาโดยไม่ต้องใช้เอนไซม์จนหมด
ต. ดูเบ
ชีวเคมีแสนหวาน | งานคลาสสิกของ Leonor Michaelis และ Maud Menten เกี่ยวกับความเร็วของปฏิกิริยาของเอนไซม์มีพื้นฐานมาจากการศึกษาการเปลี่ยนน้ำตาลซูโครสให้เป็นน้ำตาลที่ง่ายกว่าสองชนิด คือ กลูโคสและฟรุกโตส โดยเอนไซม์อินเวอร์เทส (ซ้า
รูปแบบการพลิกกลับ ในขณะที่เอ็นไซม์ (สีน้ำเงิน) เปลี่ยนรูปร่าง
ความพอดีกับโมเลกุลของสารตั้งต้น (สีเขียว) ก็เปลี่ยนเช่นกัน ทำให้ความสามารถของเอ็นไซม์ในการขับเคลื่อนปฏิกิริยาเปลี่ยนไป การเปลี่ยนแปลงบ่อยครั้งทำให้เกิดความแปรปรวนของอัตราการเกิดปฏิกิริยามากกว่าที่สมการของ Michaelis-Menten นำมาพิจารณา แต่อัตราเฉลี่ยเป็นไปตามสมการ
ต. ดูเบ
ชีวิตหรือความตาย | ความแตกต่างของระดับเอนไซม์ในแต่ละเซลล์ถูกติดตามโดยใช้เครื่องหมายเรืองแสงสีแดง (ขวา) เซลล์เนื้องอกของมนุษย์ (ทางซ้ายหนึ่งบรรทัดต่อเซลล์) ที่ทนต่อยาต้านมะเร็งขนาดยาสร้างเอนไซม์บางชนิดมากขึ้น ในขณะที่ระดับเอนไซม์ลดลงในเซลล์ที่ตายโดยการรักษาในที่สุด เส้นสีน้ำเงินทำเครื่องหมายเซลล์ที่รอดตาย
COHEN ET AL./SCIENCE 2008
แต่ใครก็ตามที่เคยล่าช้าระหว่างทางไปการประชุมสำคัญจะรู้บางอย่างเกี่ยวกับเมืองที่นักชีวเคมีเพิ่งเริ่มเรียนรู้เกี่ยวกับเซลล์: แผนที่ไม่สามารถเก็บรายละเอียดได้มากนัก เช่น การจราจร ถนนที่ปิด ต้นไม้โค่น ซึ่งอาจส่งผลอย่างมาก เดินทางช้า
เป็นเวลาเกือบศตวรรษแล้วที่นักชีววิทยาพยายามอธิบายการทำงานภายในของเซลล์ได้สันนิษฐานว่าความแตกต่างระหว่างแผนที่และถนนไม่สำคัญ นั่นเป็นความจริงโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการศึกษาเกี่ยวกับโปรตีนที่ใช้ในม้าซึ่งเรียกว่าเอนไซม์ ซึ่งควบคุมปฏิกิริยาเคมีส่วนใหญ่ที่จำเป็นต่อชีวิต สูตรตามตำราที่น่านับถือซึ่งอธิบายว่าตัวเร่งปฏิกิริยาระดับโมเลกุลที่สำคัญเหล่านี้เร่งปฏิกิริยาอย่างไร สมการของ Michaelis-Menten ถือว่าเอนไซม์มักจะไม่ติดอยู่ในการจราจร เอนไซม์ควรจะไปพบกับโมเลกุลอื่น ๆ เป็นระยะ ๆ และทำธุรกรรมด้วยความเร็วคงที่ เหมือนกับคนงานในสายการผลิตมากกว่าคนเดินถนนในเมือง
ในการทดลองในห้องปฏิบัติการส่วนใหญ่ นักวิจัยต้องแน่ใจว่าโมเลกุลสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระและมีปฏิกิริยาโต้ตอบกันบ่อยครั้ง ดังนั้นสูตรดั้งเดิมจึงดูเหมือนจะทำงานได้ดี แต่การทดลองในห้องปฏิบัติการไม่ได้สะท้อนถึงชีวิตภายในเซลล์ และความแตกต่างสามารถทำลายสมการที่น่านับถือได้
รามอน กริมา นักชีวฟิสิกส์แห่งมหาวิทยาลัยเอดินบะระ (University of Edinburgh) เปิดเผยเมื่อเร็ว ๆ นี้ว่า เนื่องจากคนจำนวนมาก ในเซลล์หนึ่ง ๆ จึงยากที่เอนไซม์จะค้นหาโมเลกุลคู่ของมันได้มากกว่าในหลอดทดลอง การศึกษาอื่นระบุว่าเซลล์แต่ละเซลล์สามารถมีจำนวนเอนไซม์ต่างกันได้ แม้ว่าเซลล์จะเหมือนกันก็ตาม ผลลัพธ์ใหม่อาจหมายถึงแบบจำลองของจลนพลศาสตร์ของเอนไซม์ตามสมการ Michaelis-Menten นั้นผิด
แนะนำ : ข่าวดารา | กัญชา | เกมส์มือถือ | เกมส์ฟีฟาย | สัตว์เลี้ยง
