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Tutorial MenueGrundlagen der BiokatalyseLerneinheit 3 von 4

Enzyme

Cyclische Kaskaden

Eine cyclische Kaskade ist ein Beispiel für eine komplexe Reaktionsfolge, in der verschiedene Formen stoffwechselaktiver Enzyme ineinander umgewandelt werden. Die Umwandlung beinhaltet verschiedene kovalente Modifikations- und Demodifikationsreaktionen.

Die Vorteile solcher ineinander umwandelbarer Enzymsysteme sind:

  • größere Zahl allosterischer Stimuli,
  • flexible Kontrollabläufe und
  • sensible Reaktionen auf Veränderungen der Effektorkonzentrationen.

Die Enzyme, die die Modifikation und Demodifikation einer solchen Reaktion katalysieren, sind meist selber allosterisch reguliert. Eine vergleichsweise geringe Veränderung der Effektorenkonzentration kann daher zu einer großen Konzentrationsveränderung bei einem aktiven, modifizierten Zielenzym führen.

Man unterscheidet monocyclische und bicyclische Kaskaden.

Die monocyclische Kaskade

Bei einer monocyclischen Kaskade handelt es sich um die kovalente Modifikation eines einzelnen Enzyms. Die Modifikation wird durch modifizierende und demodifizierende Enzyme vorgenommen, die jeweils durch Effektoren in ihre aktive oder inaktive Konformation umgewandelt werden. Das Zielenzym ist in der modifizierten Version aktiver als in der nicht-modifizierten Form.

Abb.1
Monocyclische Kaskade bei der Enzymregulation

Die bicyclische Kaskade

Sowohl das modifizierende Enzym als auch das Stoffwechsel-Zielenzym werden kovalent modifiziert. Entsprechend groß ist daher auch die Wirkung von allosterischen Effektoren.

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