Las enzimas alostéricas son enzimas que cambian su conjunto conformacional al unirse a un efector ( modulador alostérico ) que da como resultado un cambio aparente en la afinidad de unión en un sitio de unión de ligando diferente. Esta "acción a distancia" a través de la unión de un ligando que afecta la unión de otro en un sitio claramente diferente, es la esencia del concepto alostérico. Allostery juega un papel crucial en muchos procesos biológicos fundamentales, que incluyen, entre otros, la señalización celular y la regulación del metabolismo . Las enzimas alostéricas no necesitan ser oligómeros como se pensaba anteriormente, [1]y de hecho muchos sistemas han demostrado alosterio dentro de enzimas individuales. [2] En bioquímica , la regulación alostérica (o control alostérico ) es la regulación de una proteína mediante la unión de una molécula efectora en un sitio diferente al sitio activo de la enzima .
El sitio al que se une el efector se denomina sitio alostérico . Los sitios alostéricos permiten que los efectores se unan a la proteína, lo que a menudo da como resultado un cambio conformacional que involucra la dinámica de la proteína . Los efectores que mejoran la actividad de la proteína se denominan activadores alostéricos , mientras que los que disminuyen la actividad de la proteína se denominan inhibidores alostéricos . [ cita requerida ]
Reglamentos alostéricos son un ejemplo natural de lazos de control , tales como la regeneración de los productos de aguas abajo o de alimentación directa a partir de sustratos de aguas arriba. El alosterio de largo alcance es especialmente importante en la señalización celular . [3] La regulación alostérica también es particularmente importante en la capacidad de la célula para ajustar la actividad enzimática .
El término alosterio proviene del griego allos (ἄλλος), "otro" y estéreos (στερεὀς), "sólido (objeto)". Esto se refiere al hecho de que el sitio regulador de una proteína alostérica es físicamente distinto de su sitio activo.
El catalizador de proteína ( enzima ) puede ser parte de un complejo de múltiples subunidades y / o puede asociarse de manera transitoria o permanente con un cofactor (por ejemplo, trifosfato de adenosina ). La catálisis de reacciones bioquímicas es vital debido a las velocidades de reacción muy bajas de las reacciones no catalizadas. Un factor clave de la evolución de las proteínas es la optimización de dichas actividades catalíticas a través de la dinámica de las proteínas . [4]
Mientras que las enzimas sin dominios / subunidades acopladas muestran una cinética de Michaelis-Menten normal , la mayoría de las enzimas alostéricas tienen múltiples dominios / subunidades acopladas y muestran unión cooperativa . En términos generales, tal cooperatividad da como resultado enzimas alostéricas que muestran una dependencia sigmoidea de la concentración de sus sustratos en sistemas positivamente cooperativos. Esto permite que la mayoría de las enzimas alostéricas varíen mucho la producción catalítica en respuesta a pequeños cambios en la concentración del efector . Moléculas efectoras, que pueden ser el propio sustrato ( efectores homotrópicos ) o alguna otra molécula pequeña ( heterotrópicosefector), puede hacer que la enzima se vuelva más activa o menos activa redistribuyendo el conjunto entre los estados de mayor afinidad y menor afinidad. Los sitios de unión para los efectores heterotrópicos, llamados sitios alostéricos , generalmente están separados del sitio activo pero acoplados termodinámicamente. Base de datos alostérica (ASD, http://mdl.shsmu.edu.cn/ASD ) [5]proporciona un recurso central para la visualización, búsqueda y análisis de la estructura, función y anotación relacionada de moléculas alostéricas, incluidas las enzimas alostéricas y sus moduladores. Cada enzima está anotada con una descripción detallada del alosterio, el proceso biológico y las enfermedades relacionadas, y cada modulador con afinidad de unión, propiedades fisicoquímicas y área terapéutica.