フィードバック阻害 (生物学における) は、反応の最終生成物が、その生成を助けた酵素の作用を阻害または制御するプロセスとして定義されます。言い換えれば、反応で形成された最終生成物は、実際に酵素の速度を低下させたり、新しい生成物を完全に停止させたりします.
フィードバック抑制の定義
フィードバック阻害は、反応の最終生成物が、それを生成するのを助けた酵素の作用を阻害または制御するプロセスとして定義されます。言い換えれば、一連の反応の最後に形成された最終生成物が、最終生成物の合成を助けた酵素の活性の抑制に関与している状況を指します.
フィードバック阻害とは、身体や個々の細胞に存在する制御メカニズムに適用される一般的な用語で、遮断または阻害することができます特定のアクション。フィードバック抑制がなければ、私たちの体はいくつかの物質を過剰に生成し、他の物質を十分に生成しない可能性があり、貴重な資源を浪費します。これは人体が嫌うものです。 やる!
フィードバック抑制は、特定の自然なプロセスを調節するために身体が行う行動で構成されており、主に酵素のオンとオフに関連しています。フィードバック抑制がどのような目的に役立ち、それが重要なタスクをどのように達成するかを掘り下げる前に、酵素とその体内での役割についてもう少し理解する必要があります.
フィードバック抑制を理解するには、酵素、基質、および製品に関する背景知識が少し必要です。
酵素、基質および製品
たとえば、粘土でカップを作ったことはありますか?基板は、粘土と同じように細胞材料です。それを使用して形成されたカップ（またはその他のオブジェクト）が「製品」です。必要に応じて、粘土片を追加または削除して、意図した最終製品、つまりカップを形成します。粘土をさまざまな方法で成形および再成形し、加熱および処理して最終製品を形成する方法と同様に、特定の化学基を除去または基材に追加して、最終製品を作成することができます.
粘土カップは、同じ原材料、つまり粘土で形成できる多くの形状の 1 つにすぎません。 (画像クレジット:Pixabay)
酵素は活性部位でその基質に結合し、それが基質が生成物になるポイントです.言うまでもなく、粘土のカップを作るのに必要なステップは 1 つだけではありません。粘土は多くの工程を経てカップになります。
ただし、カップの形状が得られた後でもプロセスを続行できます。カップ形状はあくまで初回商品のためです。その後、多くのプロセスを経て、本質的に次の製品の「入力」になります。同様に、基質によって形成された生成物は、他の酵素の基質としてよく使用されます。
たまたま、各工程で異なる製品が形成され、そのため、基板は前の工程とは異なります。細胞は、後続のすべてのステップで酵素を使用して、次の製品を作成します。
酵素と酵素反応
人体には常に 30 兆以上の細胞があり、酵素プロセスは私たちの生活の中で毎秒絶え間なく起こっています。最も近い見積もりでは、私たちの体では毎秒 35 千億以上の化学反応が起こっていると推定されます!
その数字が明確に示しているように、酵素反応は生存の重要な部分であり、エネルギーの生成や食物の消化から DNA の適切なコピーの確保まで、あらゆることに関与しています。酵素反応では、化学基は通常、酵素によって基質に付加または除去され、生成物が残ります。この生成物は体内ですぐに使用できる場合もあれば、別の生成物に変換される基質として別の酵素反応を経る必要がある場合もあります。
技術的に言えば、酵素は分子の活性部位に結合し、その働きを開始します。たとえば、食物が分解されて使用可能なエネルギー (ATP – アデノシン三リン酸) が生成される細胞呼吸では、グルコース分子は解糖と呼ばれるプロセスで 10 の異なる酵素と 10 の異なる酵素反応を受けます。これらの 10 個の酵素のそれぞれが、グルコース分子/基質の活性部位に結合します。酵素が完了すると (ミリ秒後、場合によっては)、その分子は生成物と見なされますが、2 単位の ATP を生成するために必要な次の 9 つの酵素反応では基質と見なされます。
フィードバック抑制はどのように機能しますか?
製品形成の過程で、酵素は重要な役割を果たします。それらが形成するのを助ける産物は宿主生物に正または負の影響を与える可能性があるため、それらの役割は非常に重要です.したがって、酵素の作用を制御/調節することが重要になり、そうするように指示されると酵素は機能しなくなります。
フィードバック阻害によって停止した一連の酵素反応
ここで、フィードバックの抑制が行われます。フィードバック阻害は、実際に生成物を経路に戻し、前の酵素の 1 つに作用を停止するように指示します。
これをよりよく理解するために、粘土のコップの例をもう一度考えてみてください。すでにたくさんの粘土カップを作っている場合は、すぐにたくさんのカップを作ってしまい、新しいカップを入れるスペースがなくなってしまうでしょう。したがって、あなたの部屋にカップがあふれているということは、新しいカップを作るのをやめる必要があることを示しています (つまり、粘土の成形と加工をやめる必要があるということです)。
酵素のフィードバック阻害も同じように機能します。反応で形成された最終生成物は、実際に酵素の速度を低下させたり、新しい生成物を完全に停止させたりします.
制御メカニズムとしてのフィードバック抑制
信じられないほどの機械であるにもかかわらず、人体はまだ何らかのガイダンスと制御を必要としており、そこでフィードバックの抑制が必要になります。酵素が基質を生成物に変えるとき、ある程度の必要性は満たされます.体や細胞がその製品を必要としなくなった場合、製品自体が酵素に機能を停止するように指示します.
酵素が最初に基質分子に結合する上記の活性部位を覚えていますか?第二の活性部位がありますが、これは特に酵素によって生成された生成物のためのものです.その生成物は酵素経路に戻り、タンパク質を変性させることで酵素の活性を停止させ、それ以上の基質との結合を防ぎます.
十分な量の製品が利用され、センサーが過剰な製品を検出しなくなると、フィードバックの抑制が緩和され、酵素が変性した製品を放出します。その後、酵素反応は正常に再開できます。細胞成分の濃度を制御するこの方法により、私たちは最も基本的なレベルでさえ機能することができます.
フィードバック抑制の例
コレステロール産生
フィードバック阻害は、コレステロール産生を制御します。コレステロールは、細胞間のシグナル伝達を促進し、細胞膜の完全性を維持するために重要です。ただし、コレステロールが多すぎると、かなり危険であり、ひどい結果につながる可能性があります.
したがって、コレステロールが危険なレベルに達したときに、体がコレステロールの形成を減らすことが重要になります.そこでフィードバック抑制が役立ちます。血流中に大量のコレステロールが存在すると、新しいコレステロール生成酵素が作られ、最終的に体内のコレステロール レベルが徐々に低下します。
高コレステロール値は、心臓関連の問題を引き起こす可能性があります。 (写真提供:Lisa F. Young / Shutterstock)
ATP産生の調節
ATP またはアデノシン三リン酸は、細胞内の一連の酵素反応により、グルコースから形成されます。 ATP が過剰に生成されると、体内のブドウ糖が枯渇し、エネルギーが失われる可能性があります。したがって、ATP を生成するために分解されるグルコースの量を調節することが重要です。 ATP は特定の酵素に結合し、体内に蓄えられたブドウ糖がさらに分解されるのを防ぎます。次の画像は、プロセス全体をよりよく視覚化するのに役立ちます:
解糖のステップと、この経路におけるフィードバック阻害の使用。 （写真提供：Phill729
/ウィキメディア・コモンズ)
最後の言葉
私たちの細胞で起こる微視的な活動は、見過ごされたり、当たり前のことだと思われがちですが、これらの小さな活動が積み重なって、私たちの健康に大きな影響を与えることは明らかです。酵素反応とフィードバック抑制を可能にする私たちの体の美しい代謝構造がなければ、今日のような精力的で、料理への好奇心と批判的思考を備えた種に進化することはできなかったでしょう!
