Inhibición de retroalimentación: definición y ejemplo

Revisión de enzimas

¿Alguna vez hiciste una taza de arcilla? Podemos utilizar esta actividad como metáfora de enzimas , sustratos y productos . ¿Qué son las enzimas? Las enzimas son proteínas que aceleran el cambio de sustratos en productos. Los sustratos son materiales celulares, más bien como la arcilla. Los productos son en lo que se convierten los sustratos. La arcilla, que representa el sustrato, se puede moldear, calentar y vidriar para hacer una taza utilizable, que representa el producto. Los pedazos de arcilla se quitan o se agregan donde sea necesario para lograr el producto terminado, la taza.

Lo mismo sucede con los sustratos: se pueden agregar o eliminar algunos grupos químicos para hacer el producto final. La enzima se une a su sustrato en el sitio activo y ahí es donde el sustrato se convierte en producto. Hay muchos pasos por los que debe pasar la arcilla para convertirse en una taza. Primero se le da forma a un trozo de arcilla. La forma de copa es solo el primer producto. Luego, la taza se cuece para solidificarla y luego se vidria para darle decoración. Los productos formados se utilizan a menudo como sustratos para otras enzimas.

En cada paso, se forma un producto diferente y se cambia el sustrato de lo que era antes. La célula usa enzimas en cada paso para producir el siguiente producto. Al igual que la arcilla, el aminoácido treonina, por ejemplo, es moldeado y cambiado por varias enzimas en un proceso escalonado para producir el aminoácido isoleucina.

Inhibición por retroalimentación

Las enzimas son muy importantes para acelerar la formación de productos. Los productos de las enzimas pueden tener efectos positivos y negativos en la célula y, por tanto, efectos buenos o malos en un organismo. Por lo tanto, es importante que las enzimas se regulen y detengan la formación del producto si se les indica que lo hagan.

La inhibición por retroalimentación , o inhibición del producto final, es cuando un producto en una vía retrocede y le dice a una de las enzimas anteriores que se detenga.

Si está haciendo muchas tazas, eventualmente la habitación se llenará con tazas terminadas. Cuando te quedas sin espacio, puedes pensar en la abundancia de vasos terminados como diciéndote que te detengas, que ya no necesitas darle forma a la arcilla.

Las células usan productos para decirle a las enzimas que disminuyan la velocidad o dejen de cambiar de sustrato a producto. Pero no son solo las enzimas sobre las que pueden actuar los productos. Los productos también pueden unirse a factores (como las proteínas represoras) y prevenir la transcripción de genes que finalmente fabrican los productos, por lo que la inhibición por retroalimentación también puede extenderse al nivel genético.

Las enzimas que no están reguladas adecuadamente pueden provocar estados de enfermedad. La sialuria , por ejemplo, es un trastorno que resulta de una regulación enzimática alterada. La regulación incorrecta puede causar varios problemas, que incluyen infecciones de las vías respiratorias superiores, deshidratación, malestar estomacal, convulsiones y problemas de aprendizaje. Normalmente, la enzima que causa este trastorno se regula a través de un mecanismo conocido como inhibición por retroalimentación. Sin esta regulación, se produce el trastorno.

Los productos que retroalimentan e inhiben las enzimas que son responsables en última instancia de su formación, se unen a un sitio diferente al sitio activo. Este sitio se conoce como sitio alostérico . Después de que los productos se unen para inhibir, la enzima a menudo cambia de forma y pierde temporalmente su capacidad para unirse a un sustrato.

También hay casos en los que se requieren diferentes productos finales para detener la actividad enzimática, más bien como un liniero defensivo que intenta taclear al tipo con la pelota. Una persona puede ralentizar al tipo con la pelota, pero no detenerlo. A veces se necesitan muchos linieros defensivos que salten sobre el tipo con la pelota para detener por completo su avance. Los productos en una ruta pueden unirse a las enzimas de manera similar, una ralentizando la enzima y muchos deteniendo completamente el progreso de la formación del producto.

La inhibición por retroalimentación también puede abarcar muchas vías. El producto de una vía se puede utilizar como sustrato para otras vías. Los productos de esa segunda vía pueden regresar y detener el funcionamiento de una enzima en la primera vía. Por ejemplo, si vende sus tazas, los distribuidores de vajillas pueden usarlas como parte de un juego de tazas y platillos. Si solo hay dos platillos y diez tazas, el distribuidor puede volver y decirle que deje de hacer esa taza hasta que la necesite nuevamente.

Ejemplos

Hay muchos pasos para convertir el aminoácido treonina en isoleucina, y la primera enzima involucrada es la treonina desaminasa. Esta vía es un ejemplo que implica la inhibición por retroalimentación. Cuando hay abundancia de isoleucina, la isoleucina se adhiere a la primera enzima, la treonina desaminasa, y detiene su actividad. En esencia, la isoleucina previene su propia formación.

La inhibición por retroalimentación también participa en la regulación de la cantidad de pirimidinas disponibles para la formación de nuevo ADN. El primer paso en la síntesis de pirimidina involucra la enzima ATCasa. Uno de los productos, el CTP (o citidina trifosfato), inhibe la ATCasa para prevenir la sobreproducción de pirimidinas.

La inhibición por citrato de la enzima fosfofructoquinasa-1 es un ejemplo en el que un producto de la vía se retroalimenta e inhibe a otro. El citrato formado en el ciclo del ácido cítrico actúa como inhibidor de la formación de piruvato en la vía glucolítica.

En un ámbito más amplio, la inhibición por retroalimentación está involucrada en muchas vías, como la regulación hormonal, y puede afectar varios aspectos de la fisiología, incluida la presión arterial, los niveles de azúcar en sangre, el apetito y la menstruación.

Resumen de la lección

Las enzimas son proteínas que se unen a sustratos en el sitio activo y aceleran su conversión en productos. Los productos pueden actuar como sustratos para otras enzimas y también pueden regular enzimas. La inhibición por retroalimentación es una forma de regulación enzimática mediante la cual los productos previenen la formación del producto al unirse a un sitio alostérico e inhibir la actividad enzimática.

El producto que actúa como inhibidor puede ser el resultado de la misma vía utilizada para crearlo o de otra vía. A veces, se requieren múltiples productos para detener completamente el funcionamiento de una enzima. Isoleucina, CTP y citrato son ejemplos de productos que se utilizan en la inhibición por retroalimentación. Fisiológicamente, la inhibición por retroalimentación es una forma importante de regulación enzimática y también participa en la regulación genética.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador