Teorie indukovaného přizpůsobení pochází z Koshlandu a odpovídá rozšíření principu zámku a klíče, který předpokládá, že anatomické struktury do sebe zapadají. Induced-fit odkazuje na enzymy jako je kináza, která mění svou konformaci za vzniku komplexu enzym-ligand. U defektů enzymů může být princip indukovaného přizpůsobení ovlivněn poruchami.
Co je to indukovaný fit?
Mezi nimi je závazná specifičnost enzymy a substráty. Tato závazná specifičnost implikuje princip zámku a klíče. U indukovaného uložení je k dispozici speciální forma principu zámku a klíče. Mnoho procesů v těle funguje podle principu zámku a klíče nebo ruky v ruce. To platí například pro kloubové klouby. Kloub hlava zapadne do kloubní objímky jako klíč v zámku nebo ruka v rukavici. Dveře se neotevřou, dokud klíč přesně nezapadne do zámku. Ve stejném kontextu se určité funkce těla otevírají pouze tehdy, když struktury do sebe přesně zapadají. Zvláštní formou principu zámku v zámku je indukované přizpůsobení. Toto je teorie pro tvorbu komplexů protein-ligand, jako je komplex enzym-substrát v kontextu reakcí katalyzovaných enzymy. Daniel E. Koshland je považován za prvního, kdo tuto teorii popisuje, a poprvé ji postuloval v roce 1958. Na rozdíl od principu lock-and-key nepředpokládá teorie indukovaného přizpůsobení dvě statické struktury. Proto, zejména v případě komplexů protein-ligand, by měla umožnit vznik komplexu pouze konformační změna zúčastněného proteinu. Koshland považoval ligand a protein nebo lepší enzym za dynamické a Vystoupil interakce, která přiměje oba partnery, aby se kvůli tvorbě komplexu podrobili konformační změně.
Funkce a úkol
Mezi nimi je závazná specifičnost enzymy a substráty. Tato závazná specifičnost implikuje princip zámku a klíče. Každý enzym nese aktivní místo. Toto centrum je tvarováno tak, aby tvořilo komplex s ligandem způsobem, který téměř dokonale zapadá do prostorového tvaru substrátu pro něj určeného. V mnoha enzymech je však příslušné aktivní místo přítomno v méně než dokonalé formě, pokud není vázáno na substrát. Zdá se, že toto pozorování je v rozporu s principem zámku a klíče, protože v případě enzymů a jejich ligandů se zdá, že nejprve dochází ke shodě tvaru. Jakmile se tedy enzym naváže na ligand, intermolekulární interakcí jsou indukovány. Tyto interakcí na intermolekulární úrovni způsobí konformační změnu enzymu. Konformace označuje různé možnosti uspořádání jednotlivých atomů molekuly, které jsou výsledkem jednoduché rotace kolem osy. Konformační změna enzymů tedy odpovídá změně jejich prostorového uspořádání molekuly a to je to, co umožňuje tvorbu komplexu enzym-substrát na prvním místě. Například hexokináza katalyzuje jako enzymy první krok glykolýzy. Jakmile se tyto enzymy setkají se substrátem glukózalze indukované přizpůsobení pozorovat ve smyslu vytvoření „indukovaného přizpůsobení“. Enzym hexokináza fosforyluje svůj ligand glukóza na glukózu-6-fosfát se spotřebou ATP. Struktura voda připomíná to, že v rámci alkoholové skupiny atomu C6 enzym fosforyluje během reakce. Díky své malé velikosti voda molekuly by se mohlo připojit k aktivnímu místu enzymu, takže by došlo k hydrolýze ATP. Indukované přizpůsobení však umožňuje hexokináze katalyzovat glukóza konverze s vysokou specificitou, takže k hydrolýze ATP musí docházet v malém měřítku. S mechanismem indukovaného přizpůsobení se tedy zvyšuje specificita substrátu. Tento princip je zvláště patrný na kinázách v lidském organismu. Induced-fit neplatí pro každý komplex ligand-receptor, protože v mnoha případech existují přirozené limity pro konformační změnu obou partnerů.
Nemoci a poruchy
Narušen je princip indukovaného přizpůsobení u různých defektů enzymu. v fenylketonurienapříklad enzymy mají omezenou aktivitu nebo úplně selhávají. To je obvykle způsobeno genetickou vadou. v fenylketonurieje enzym fenylalaninhydroxyláza vadný. Fenylalanin se již nepřeměňuje na tyrosin a podle toho se hromadí. Produkují se neurotoxické látky, takže kromě duševních zpoždění, pacienti mají sklon k záchvatům. Enzymové defekty jsou obvykle geneticky podmíněny a jsou způsobeny defektně kódovanou aminokyselinovou sekvencí v DNA. Metabolická onemocnění způsobená defekty enzymu a takový narušený princip indukovaného přizpůsobení jsou známé jako enzymopatie. Pyruvát defekty kinázy jsou přítomny například v defektně kódujícím PKLR gen, Tento gen se nachází na genovém lokusu 1q22 chromozomu 1. Různé alely jsou známé z alely PKLR z pyruvát kináza, které se projevují jako defekty ve formě R. Její choroba se zase nazývá glykogenóza typu VI a patří do skupiny nemocí z ukládání glykogenu. Jedná se o autozomálně recesivní nebo X vázanou dědičnou metabolickou poruchu způsobenou defekty enzymu. Přesněji řečeno, příčina spočívá v různých enzymových defektech systému fosforylázové kinázy uvnitř játra a svaly. V této souvislosti jsou známé například defekty X-vázané fosforylázy-b-kinázy v játra, porucha jaterní fosforylázy autozomálně recesivní dědičnosti a kombinované selhání fosforylázy-b-kinázy v játrech a svalovině. V kontextu játra fosforylázy, byly příčinné mutace lokalizovány na PYGL gen a jsou tedy umístěny na chromozomu 14q21 až q22. Kombinovaný nedostatek fosforylázy jater a svalů je spojen s mutacemi v genu PHKB v místě 16q12-q13. Byly identifikovány příčinné mutace v genu PHKA2 na lokusu Xp22.2-p22.1 pro defekt kinázy jaterní fosforylázy vázaný na X. Jiné glykogenózy mohou také zrušit nebo zkomplikovat účinek indukovaného přizpůsobení odpovídající kinázy.
