ما معنى الألوسترية والتعاونية؟ — الأحياء

تعريف 7.9 الأحياء الجامعية — السنة الثالثة · الفصل 7 — البيولوجيا البنيوية للبروتينات

يكون البروتين ألوستيريًا حين يغيّر ارتباط رابطة عند موقع ألفةَ موقع آخر، عبر تغير في الانتظام ينتقل عبر الجزيء. وحين يربط الموقعان الرابطة نفسها ويكون الأثر موجبًا، كان الارتباط تعاونيًا: فيرتفع الإشباع الجزئي $Y$ مع تركيز الرابطة ارتفاعًا سينيًا لا زائديًا، ويوصف تجريبيًا في معادلة هيل $Y = [S]^{n_{H}}/(K^{n_{H}} + [S]^{n_{H}})$ مع معامل هيل $n_{H} > 1$ (فالهيموغلوبين: $n_{H} \approx 2.8$ لمواقعه الأربعة؛ والميوغلوبين، بموقع واحد: $n_{H} = 1$ ). ويوجد الهيموغلوبين في انتظامين رابعيين، هما الحالة T (المتوترة، قليلة الألفة، المحاباة حين لا يرتبط أكسجين) والحالة R (المسترخية، عالية الألفة)، وينتقل بينهما ككل؛ والبروتونات وثنائي أكسيد الكربون و2,3-ثنائي فوسفوغليسيرات تثبّت T فتخفض الألفة — وهو أثر بور، الذي به يأخذ النسيج العامل، وهو حمضي دافئ، أكسجينًا أكثر من الدم.

إشباع الهيموغلوبين بالأكسجين محسوبًا من معادلة مونو–وايمن–شانجو بوسائط المثال (بالأحمر)، في مواجهة حامل بموقع واحد وضغط نصف الإشباع نفسه (بالأزرق). فبين الرئة والعضلة العاملة يفرّغ الحامل التعاوني قرابة الضعف.

أمثلة

مثال 7.11 (الهيموغلوبين بالأرقام)

خذ $n = 4$ ، و $K_{R} = 1\,\mathrm{mmHg}$ ، و $c = 0.01$ (فيكون $K_{T} = 100\,\mathrm{mmHg}$ ) و $L = 3\times 10^{5}$ . فعند الضغط الجزئي للأكسجين في الدم الشرياني، وهو $100\,\mathrm{mmHg}$ ، تكون $\alpha = 100$ و $Y = 0.97$ ؛ وعند $40\,\mathrm{mmHg}$ ، وهي القيمة الوريدية في الراحة، $Y = 0.78$ ؛ وعند $26\,\mathrm{mmHg}$ ، $Y = 0.52$ — فالنموذج يعيد إنتاج ضغط نصف الإشباع البالغ $26\,\mathrm{mmHg}$ ؛ وعند $20\,\mathrm{mmHg}$ ، في عضلة عاملة، $Y = 0.35$ . وحامل غير تعاوني له ضغط نصف الإشباع نفسه كان ليعطي $100/126 = 0.79$ في الرئة و $20/46 = 0.43$ في العضلة، فيفرّغ $0.36$ من سعته حيث يفرّغ الهيموغلوبين $0.62$ . فالتعاونية هي ما يصنع حاملًا يمتلئ تمامًا عند ضغط ويفرّغ معظمه عند ضغط أخفض بخمس مرات فقط.

اقرأ في الفصل ←