Das Enzym Aspartat-Transcarbamoylase wird durch Cytidintriphosphat (CTP) allosterisch reguliert. Warum geschieht dies? Wie verändert sich die Reaktionsgeschwindigkeit wenn sich die Konzentration an CTP erhöht? Wie wird der Verlauf der Produkt-Substrat- Kurve beeinflusst? Ist CTP ein homotroper oder ein heterotroper Effektor? Wie könnte sich eine hohe Konzentration von Adenosine-triphosphat auf die Reaktionsgeschwindigkeit auswirken?
- Das Enzym Aspartat-Transcarbamoylase (ATCase) wird durch Cytidintriphosphat (CTP) allosterisch reguliert, da CTP das Endprodukt des Reaktionsweges ist, den ATCase katalysiert. Dies ist eine Form der negativen Rückkopplungshemmung, die verhindert, dass zu viele Pyrimidinnucleotide synthetisiert werden.
- Die Reaktionsgeschwindigkeit von ATCase verringert sich, wenn sich die Konzentration an CTP erhöht. Dies liegt daran, dass CTP an die regulatorischen Untereinheiten von ATCase bindet und das Enzym in eine inaktive T-Form (gespannt) umwandelt. Dadurch wird die Affinität von ATCase für seine Substrate Aspartat und Carbamoylphosphat reduziert.
- Der Verlauf der Produkt-Substrat-Kurve für ATCase wird durch CTP beeinflusst, indem es eine Rechtsverschiebung bewirkt. Das bedeutet, dass bei einer gegebenen Substratkonzentration weniger Produkt gebildet wird, wenn CTP vorhanden ist. Die Kurve für ATCase hat außerdem einen sigmoidalen (S-förmigen) Verlauf, der ein kooperatives Verhalten des Enzyms anzeigt. Das heißt, dass die Bindung eines Substratmoleküls an eine katalytische Untereinheit die Affinität der anderen katalytischen Untereinheiten für das Substrat erhöht.
- CTP ist ein heterotroper Effektor für ATCase, weil es an einer anderen Stelle als das Substrat bindet und die enzymatische Aktivität verändert. Ein homotroper Effektor wäre ein Molekül, das an der gleichen Stelle wie das Substrat bindet und die enzymatische Aktivität beeinflusst. Ein Beispiel für einen homotropen Effektor für ATCase ist Aspartat selbst.
- Eine hohe Konzentration von Adenosintriphosphat (ATP) könnte sich auf die Reaktionsgeschwindigkeit von ATCase auswirken, indem sie sie erhöht. Dies liegt daran, dass ATP ein allosterischer Aktivator für ATCase ist, der das Enzym in eine aktive R-Form (entspannt) umwandelt. Dadurch wird die Affinität von ATCase für seine Substrate Aspartat und Carbamoylphosphat erhöht. ATP ist ein Indikator für einen hohen Energiestatus der Zelle und signalisiert einen erhöhten Bedarf an Pyrimidinnucleotiden für die DNA-Synthese
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