Teorija induciranega prileganja izvira iz Koshlanda in ustreza razširitvi načela ključavnice, ki predpostavlja, da se anatomske strukture ujemajo. Induced-fit se nanaša na encimi kot so kinaze, ki spremenijo svojo konformacijo in tvorijo encimsko-ligandni kompleks. Pri encimskih napakah lahko motnje vplivajo na načelo inducirane prilagodljivosti.
Kaj je inducirano prileganje?
Obstaja zavezujoča specifičnost med encimi in podlage. Ta specifičnost vezave pomeni načelo ključavnice. Posebna oblika načela ključavnice je prisotna pri induciranem prileganju. Številni procesi v telesu delujejo v skladu z načelom zaklepanja in ključa ali roke v rokavici. To na primer velja za zgibne spoji. Skupni Glava se vtakne v vtičnico kot ključ v ključavnici ali roka v rokavički. Vrata se ne odprejo, dokler se ključ ne prilega natančno v ključavnico. V istem kontekstu se nekatere funkcije telesa odprejo le, če se strukture natančno prilegajo. Posebna oblika načela zaklepanja je Induced-fit. To je teorija za tvorbo protein-ligandnih kompleksov, kot je encimsko-substratni kompleks v okviru encimsko kataliziranih reakcij. Daniel E. Koshland velja za prvega, ki je teorijo opisal in jo prvič postavil leta 1958. Za razliko od načela ključavnice teorija induciranega prileganja ne zavzema dveh statičnih struktur. Tako bi, zlasti v primeru protein-ligandnih kompleksov, morala le konformacijska sprememba vključenih beljakovin omogočiti, da se kompleks tvori. Koshland je menil, da sta ligand in beljakovine ali boljši encim dinamična in Govorili interakcije, zaradi katere se oba partnerja zaradi kompleksne tvorbe spremenita v konformacijo.
Funkcija in naloga
Obstaja zavezujoča specifičnost med encimi in podlage. Ta specifičnost vezave pomeni načelo ključavnice. Vsak encim ima aktivno mesto. To središče je oblikovano tako, da tvori kompleks z ligandom na način, ki se skoraj popolnoma prilega prostorski obliki substrata, ki mu je namenjen. V številnih encimih pa je ustrezno aktivno mesto prisotno v manj kot popolni obliki, če ni vezano na substrat. Zdi se, da to opažanje nasprotuje načelu ključavnice, saj se zdi, da se pri encimih in njihovih ligandih najprej zgodi ujemanje oblik. Tako, ko se encim veže na ligand, medmolekularno interakcije so inducirani. Te interakcije na intermolekularni ravni povzročijo konformacijsko spremembo encima. Konformacija se nanaša na različne možnosti razporeditve posameznih atomov molekule, ki so posledica preprostega vrtenja okoli osi. Tako konformacijska sprememba encimov ustreza spremembi njihove prostorske ureditve molekule in je tisto, kar najprej omogoča tvorbo encimsko-substratnega kompleksa. Na primer, heksokinaza katalizira kot encime prvi korak glikolize. Takoj, ko ti encimi naletijo na substrat glukoze, je mogoče opaziti inducirano prileganje v smislu tvorbe "induciranega prileganja". Encim heksokinaza fosforilira svoj ligand glukoze na glukozo-6-fosfat z uživanjem ATP. Struktura voda je podoben tistemu v alkoholni skupini atoma C6, ki ga encim fosforilira med reakcijo. Zaradi svoje majhnosti voda molekule se lahko pritrdi na aktivno mesto encima, zato bi nastala hidroliza ATP. Vendar pa inducirano prileganje omogoča heksokinazi, da katalizira glukoze pretvorba z visoko specifičnostjo, zato mora hidroliza ATP potekati v majhnem obsegu. Tako se z mehanizmom induciranega prileganja poveča specifičnost substrata. Načelo je še posebej opazno pri kinazah v človeškem organizmu. Inducirano prileganje ne velja za vsak kompleks ligand-receptor, ker v številnih primerih obstajajo naravne omejitve za konformacijsko spremembo obeh partnerjev.
Bolezni in motnje
Moteno je načelo inducirane prilagoditve pri različnih encimskih napakah. V fenilketonurijana primer encimi so omejeni v svoji aktivnosti ali popolnoma odpovedo. To je običajno posledica genetske okvare. V fenilketonurija, encim fenilalanin hidroksilaza je okvarjen. Fenilalanin se ne pretvori več v tirozin in se v skladu s tem kopiči. Proizvajajo se nevrotoksične snovi, tako da poleg duševnih zaostalost, so bolniki nagnjeni k napadom. Encimske napake so običajno genetsko določene in jih povzroča pomanjkljivo kodirano aminokislinsko zaporedje v DNA. Presnovne bolezni, ki jih povzročajo encimske napake, in tako moteno načelo inducirane ustreznosti so znane kot encimopatije. piruvat kinazne napake so prisotne, na primer v pomanjkljivo kodirajočem PKLR gen. To gen se nahaja na genskem lokusu 1q22 kromosoma 1. Različne mutacije so znane iz alela PKLR piruvat kinaze, ki se kažejo kot napake v obliki R. Njena bolezen se nato imenuje glikogenoza tipa VI in spada v skupino bolezni shranjevanja glikogena. Gre za avtosomno recesivno ali z X povezano dedno presnovno motnjo zaradi encimskih napak. Natančneje, vzrok so različne encimske okvare sistema fosforilaze kinaze znotraj jetra in mišice. V tem kontekstu so znane na primer X-vezana fosforilaza-b-kinazna napaka v jetra, okvara jetrne fosforilaze pri avtosomno recesivnem dedovanju in kombinirana odpoved fosforilaze-b-kinaze v jetrih in muskulaturi. V okviru jetra fosforilaze, so bile vzročne mutacije lokalizirane v PYGL gen in se tako nahajajo v kromosomu 14q21 do q22. Kombinirano pomanjkanje fosforilaze v jetrnih mišicah je povezano z mutacijami gena PHKB v lokusu 16q12-q13. Vzročne mutacije gena PHKA2 v lokusu Xp22.2-p22.1 so bile ugotovljene za okvaro X-povezane jetrne fosforilaze kinaze. Tudi druge glikogenoze lahko odpravijo ali zapletejo inducirani učinek ustrezne kinaze.
