Model Monod-Wyman-Changeux - Monod-Wyman-Changeux model

v biochemie, Model Monod-Wyman-Changeux (Model MWC, také známý jako model symetrie) popisuje alosterický přechody proteinů tvořených identickými podjednotkami. Navrhl to Jean-Pierre Changeux na základě jeho PhD experimentů a popsal Jacques Monod, Jeffries Wyman, a Jean-Pierre Changeux. Stojí v opozici vůči sekvenční model.
Koncept dvou odlišných symetrických stavů je ústředním postulátem modelu MWC. Hlavní myšlenkou modelu je regulace bílkoviny, jako mnoho dalších enzymy a receptory, existují v různých vzájemně zaměnitelných státech v nepřítomnosti regulačního orgánu. Poměr různých konformační stavy je určeno tepelnou rovnováha. Tento model, alternativně nazývaný model MWC, je definován následujícími pravidly:
- Alosterický protein je oligomer protomerů, které jsou symetricky příbuzné (u hemoglobinu předpokládáme z důvodu algebraické jednoduchosti, že všechny čtyři podjednotky jsou funkčně identické).
- Každý protomer může existovat v (alespoň) dvou konformačních stavech, označených T a R; tyto stavy jsou v rovnováze bez ohledu na to, zda je ligand vázán na oligomer.
- Ligand se může vázat na protomer v kterékoli konformaci. Pouze konformační změna mění afinitu protomeru k ligandu. Regulátory pouze posouvají rovnováhu směrem k jednomu nebo druhému stavu. Například an agonista stabilizuje aktivní formu farmakologické receptor. Fenomenologicky to vypadá, jako by agonista provokuje konformační přechod. Jedním z rozhodujících rysů modelu je disociace mezi vazebnou funkcí (podíl proteinu vázaného na regulátor) a stavovou funkcí (podíl proteinu v aktivovaném stavu), viz níže. V modelech uváděných jako „indukované přizpůsobení“ jsou tyto funkce identické.
V historickém modelu každá alosterická jednotka, zvaná a protomer (obecně se předpokládá, že jde o podjednotku), může existovat ve dvou různých konformačních stavech - označených jako „R“ (pro uvolněné) nebo „T“ (pro napjaté) stavy. V kterékoli jedné molekule musí být všechny protomery ve stejném stavu. To znamená, že všechny podjednotky musí být ve stavu R nebo T. Tento model nepovoluje proteiny s podjednotkami v různých státech. Stav R má vyšší afinitu k ligandu než stav T. Z tohoto důvodu, i když se ligand může vázat na podjednotku, když je v kterémkoli stavu, vazba ligandu zvýší rovnováhu ve prospěch stavu R.
Lze odvodit dvě rovnice, které vyjadřují částečné obsazení vazebného místa ligandu (Y) a podíl proteinů ve stavu R (R):
Kde je alosterická konstanta, což je poměr proteinů ve stavech T a R v nepřítomnosti ligandu, je poměr afinit R a T stavů pro ligand a , normalizovaná koncentrace ligandu.
Tento model vysvětluje sigmoidální vazebné vlastnosti jako změna koncentrace ligandu v malém rozmezí povedou k obrovskému zvýšení podílu molekul ve stavu R, a tak povedou k vysoké asociaci ligandu s proteinem.
Model MWC se v roce 2007 ukázal jako velmi populární enzymologie, a farmakologie, i když se to v některých případech ukázalo jako nevhodné. Nejlepším příkladem úspěšné aplikace modelu je regulace hemoglobin funkce. Bylo navrženo rozšíření modelu pro svazy proteinů, například Changeux, Thiery, Tung a Kittel, Wyman nebo Duke, Le Novere a Bray.
Viz také
Reference
- Changeux J.-P. (1964). Allosterické interakce interpretované z hlediska kvartérní struktury. Brookhaven Symposia in Biology, 17: 232-249.
- Monod J., Wyman J. a Changeux J.-P. (1965). O povaze alosterických přechodů: věrohodný model. J. Mol. Biol. 12: 88-118.
- Changeux J.-P., Thiery J., Tung Y., Kittel C. (1967). O spolupráci biologických membrán. PNAS 57: 335-341
- Wyman J. (1969). Možné alosterické účinky v rozšířených biologických systémech. J. Mol Biol. 14:523-538.
- Edelstein SJ (1971). Rozšíření alosterického modelu pro hemoglobin. Příroda. 230:224-227.
- Changeux JP, Edelstein SJ (1998). Allosterické receptory po 30 letech. Neuron 21: 959-980.
- Duke TA, Le Novere N, Bray D (2001). Konformační šíření v kruhu bílkovin: stochastický přístup k allostery. J. Mol Biol. 308:541-553.
- Changeux JP, Edelstein SJ. (2005) Allosterické mechanismy přenosu signálu. Věda, 2005 3. června; 308 (5727): 1424-8.
Další čtení
- Changeux, Jean-Pierre (9. června 2012). „Allostery a model Monod-Wyman-Changeux po 50 letech“ (PDF). Roční přehled biofyziky. 41 (1): 103–133. doi:10.1146 / annurev-biophys-050511-102222. PMID 22224598. S2CID 25909068.