Receptorer och målenzym

Du har redan börjat resonera över "om", "varför" och "hur". Det enkla (men krångligare) svaret på de frågorna är att det skiljer sig åt mellan olika GPCR. I princip alla signalleringsvägar/regleringsvägar sker i flera steg (A, B, C, D, E => biologisk effekt)  och påverka av vilken effekten av ett steg (kallar det A) kan ske vid de olika stegen, så trots att A stimuleras kan den biologiska effekten minskas i slutet - du kan tänka dig att alla kombinationer är möjliga. Precis som i din andra tråd om transkriptionsreglering (https://www.pluggakuten.se/trad/transkription-reglering/).

För enzym som regleras t.ex. genom GPRC, sker regleringen just för att enzymets produkt bara behövs vid vissa tillfällen. Generell är icke-aktiverade enzymer hela tiden aktiva, d.v.s. deras aktivitet regleras inte aktivt (men mängden bildad produkt beror så klart fortfarande på koncentrationen av substrat/kofaktorer, pH eller annat som ökar/minskar reaktionshastigheten).

För enzymprodukter som endast behövs tillfälligt (t.ex. när en signal skall skickas inuti cellen genom cAMP) så sker en reglering av enzymets aktivitet, t.ex. genom ett GPCR. För så klart kan inte signaleringen vara på hela tiden, det är liknande att gasa eller bromsa hela tiden - då kan inte signalerings styrka regleras, den är hela tiden stark eller svag. Så nej, adenylatcyklaset är inte aktivt hela tiden, för då skickas samma signal, med samma styrka, hela tiden.

När reglering kan ske dynamiskt (från lite/svagt ända upp till stark) kan effekten av signaleringen också finjusteras. T.ex. behöver en cell ha 100 stycken aktiva enzymmolekyler vi sover, men bara 20 när vi är vakna kan det lösas genom att aktiviteten regleras upp en del sent på kvällen, och sedan ner igen under förmiddagen. Har du bara två lägen aktiv/inaktiv kan inte regleringen ske dynamiskt efter cellens behöv, det blir bara på/av.

Tack så mycket för svar!

Generell är icke-aktiverade enzymer hela tiden aktiva

Så nej, adenylatcyklaset är inte aktivt hela tiden

Säger inte dessa 2 påståenden emot varandra? Om jag ska utgå från ditt första påstående, säger jag att adenylatcyklaset alltid är aktivt, det bildar alltså cAMP hela tiden men inte ''mycket''. Adenylatcyklaset kan stimuleras av extracellulära signaler --> ökad syntes av cAMP.

Så adenylatcyklaset aktiveras aldrig, för de är alltid aktiverat.

Jag blir ändå lite smått irriterad över ordvalet ''aktivera'' i böckerna, när det egentligen ska stå 'stimulera' eller 'hämma'. Men jag minns dock att du skrev i min förra tråd att ''aktiveras'' och ''stimuleras''  används synonymt:

''De kan nog ofta användas i princip synonymt, beroende på sammanhanget. Något aktiveras, med det kan vara ett enzym eller "genuttrycket" om det var noll tidigare, eller en nervcell. Stimulering nog oftare för att ange hur något påverkas, som för en process eller en nervcell.''

Nu när jag tänker efter är det lite intressant för att här skrev du att ''aktiveras'' betyder ex ett enzym går från noll till ja, aktiv. Går det inte emot ''Generell är icke-aktiverade enzymer hela tiden aktiva''? Egentligen är det kanske ingenting i kroppen som är ''inaktivt''/''noll tidigare'' på cellnivå, utan det är alltid aktivt, och med ''aktivera'' menar man kanske att ngt stimuleras/hämmas. --> alltså att påståendet ovan ''''De kan nog ofta användas i princip synonymt, beroende på sammanhanget.'' kanske inte helt stämmer. Bara en hypotes.

Maha20 skrev:

Tack så mycket för svar!

Generell är icke-aktiverade enzymer hela tiden aktiva

 

Så nej, adenylatcyklaset är inte aktivt hela tiden

Säger inte dessa 2 påståenden emot varandra?

Enzymerna är biologiska katalysatorer, och deras aktivitet (katalytiska förmåga) kan justeras från noll till 100%. Enzymers aktivitet kan påverkas på så många vis att det i princip alltid finns en form av "reglering".

Ett exempel på en övergripande reglering som påverkar alla enzymer i cellen samtidigt är temperaturen - den påverkar eller "reglerar" aktiviteten.

Vad reglering/aktivitet/aktivering etcetera syftar på, beror oftast på sammanhanget.

 

Om jag ska utgå från ditt första påstående, säger jag att adenylatcyklaset alltid är aktivt, det bildar alltså cAMP hela tiden men inte ''mycket''. Adenylatcyklaset kan stimuleras av extracellulära signaler --> ökad syntes av cAMP.

Så adenylatcyklaset aktiveras aldrig, för de är alltid aktiverat.

Adenylatcyklas är ett enzym, där aktiviteten regleras genom bl.a. GPCR, men den regleringen är alloster. Det finns i princip alltid en alloster reglering som påverkar det enzymets aktivitet. Det finns så klart även en form av reglering genom koncentrationerna av substrat/produkt (teoretiskt scenarion men finns inget substrat, kan ingen produkt bildas och aktiviteten är noll).

Lite mer av en diskussion om enzymer generellt, men aktiviteten hos enzymer kan ökas/minskas på många vis. Både för den enskilda enzymmolekylen, men även på den större skalan, där enzymaktiviteten i cellen kan ökas t.ex. genom att fler enzymmolekyler bildas (proteinsyntes), alla enskilda enzymmolekyler aktiveras m.m. Och vice versa kan den minska.

 

Jag blir ändå lite smått irriterad över ordvalet ''aktivera'' i böckerna, när det egentligen ska stå 'stimulera' eller 'hämma'. Men jag minns dock att du skrev i min förra tråd att ''aktiveras'' och ''stimuleras''  används synonymt:

''De kan nog ofta användas i princip synonymt, beroende på sammanhanget. Något aktiveras, med det kan vara ett enzym eller "genuttrycket" om det var noll tidigare, eller en nervcell. Stimulering nog oftare för att ange hur något påverkas, som för en process eller en nervcell.''

Nu när jag tänker efter är det lite intressant för att här skrev du att ''aktiveras'' betyder ex ett enzym går från noll till ja, aktiv. Går det inte emot ''Generell är icke-aktiverade enzymer hela tiden aktiva''? Egentligen är det kanske ingenting i kroppen som är ''inaktivt''/''noll tidigare'' på cellnivå, utan det är alltid aktivt, och med ''aktivera'' menar man kanske att ngt stimuleras/hämmas. --> alltså att påståendet ovan ''''De kan nogofta användas i princip synonymt, beroende på sammanhanget.'' kanske inte helt stämmer. Bara en hypotes.

Det beror (återigen) på sammanhanget skulle jag säga. En signal kan både aktivera en enzymmolekyl, och ett helt system som hela cellen. Aktiveras endast en enzymmolekyl kanske det inte ens märks i cellen, men aktiveras 30% av alla enzymmolekyler påverkas den. Och aktiveras 100% blir påverkan/effekten på cellen mycket större.

Lite semantik, men en stimulering kan även aktivera något annat. T.ex. när en växts blad får mer solljus på sig stimuleras fotosyntesen, och de inblandade enzymerna aktiveras.

Vid reglering i celler, och ännu mer vid signalering kan man beskriva endast en liten del av helheten  (hormon=>GPCR=>adenyklatcyklas=>cAMP), eller det större sammanhanget där hormonet är ett av flera som påverkar cellen, och effekten i cellen uppstår av summan av alla reglerande signaler som finns i cellen just då (hormoner/faktorer/signaler som kommer till cellen, och de bildas i cellen).

Enzymerna är biologiska katalysatorer, och deras aktivitet (katalytiska förmåga) kan justeras från noll till 100%. Enzymers aktivitet kan påverkas på så många vis att det i princip alltid finns en form av "reglering".

Ett exempel på en övergripande reglering som påverkar alla enzymer i cellen samtidigt är temperaturen - den påverkar eller "reglerar" aktiviteten.

Vad reglering/aktivitet/aktivering etcetera syftar på, beror oftast på sammanhanget.

Okej så jag tolkar de då som att alla enzymer är oftast aktiva pga att de är oftast är reglerade på olika sätt. Så det är alltså inte många enzym som är noll...? Men att det ändå finns ex signaler som kan aktivera enzym (noll till ngt) 

Adenylatcyklas är ett enzym, där aktiviteten regleras genom bl.a. GPCR, men den regleringen är alloster. Det finns i princip alltid en alloster reglering som påverkar det enzymets aktivitet. Det finns så klart även en form av reglering genom koncentrationerna av substrat/produkt (teoretiskt scenarion men finns inget substrat, kan ingen produkt bildas och aktiviteten är noll).

Lite mer av en diskussion om enzymer generellt, men aktiviteten hos enzymer kan ökas/minskas på många vis. Både för den enskilda enzymmolekylen, men även på den större skalan, där enzymaktiviteten i cellen kan ökas t.ex. genom att fler enzymmolekyler bildas (proteinsyntes), alla enskilda enzymmolekyler aktiveras m.m. Och vice versa kan den minska.

Såå menar du att adenylatcyklas alltid är aktivt, för de regleras på många sätt. Bekräftar du mitt påstående som du svarade på? 

Det klickar allmänt bara inte om adenylatcyklas är aktivt eller inte innan GCPR aktiveras.

Varför denna fråga kom upp i mitt huve, beror på 2 anledningar (mina anteckningar):

1. Den ena är som jag nämnde i början det med Gi proteinet:

''Gi proteinet hämmar Adenylatcyklas → minskad syntes av cAMP. Det är samma mekanisk som Gs proteinet, förutom att när Gi proteinet aktiverar/hämmar (?) adenylatcyklas (AC) hämmas produktionen av cAMP från fritt ATP.''

2. Glykogenolysens reglering:

''När adrenalin och glukagon binds till sina receptorer på cellens yta, aktiveras GS-protein, som aktiveras/stimuleras (?) enzymet adenylatcyklas, vilket ökar produktionen av cAMP från ATP --> Fler PKA blir aktiva.''

''När adenosin binder till sina receptorer, aktiveras GI-protein, som aktiverar/hämmar (?)  adenylatcyklas, vilket resulterar i minskad produktion av cAMP. Den minskade cAMP-nivån leder att färre PKA blir aktiva''.

Som du ser har jag markerat där jag inte är säker på ordvalet/bara vill highlighta. För mig tyder allt på att adenylatcyklas inte aktiveras, utan stimuleras/hämmas. Följande mening ''vilket resulterar i minskad produktion av cAMP'' tyder ju på att de finns en produktion av cAMP från början, men att den ökar. Alltså är enzymet  aktivt innan. Jag tror att jag överanalyserar det men men. 

Maha20 skrev:

Enzymerna är biologiska katalysatorer, och deras aktivitet (katalytiska förmåga) kan justeras från noll till 100%. Enzymers aktivitet kan påverkas på så många vis att det i princip alltid finns en form av "reglering".

Ett exempel på en övergripande reglering som påverkar alla enzymer i cellen samtidigt är temperaturen - den påverkar eller "reglerar" aktiviteten.

Vad reglering/aktivitet/aktivering etcetera syftar på, beror oftast på sammanhanget.

Okej så jag tolkar de då som att alla enzymer är oftast aktiva pga att de är oftast är reglerade på olika sätt. Så det är alltså inte många enzym som är noll...? Men att det ändå finns ex signaler som kan aktivera enzym (noll till ngt) 

Adenylatcyklas är ett enzym, där aktiviteten regleras genom bl.a. GPCR, men den regleringen är alloster. Det finns i princip alltid en alloster reglering som påverkar det enzymets aktivitet. Det finns så klart även en form av reglering genom koncentrationerna av substrat/produkt (teoretiskt scenarion men finns inget substrat, kan ingen produkt bildas och aktiviteten är noll).

Lite mer av en diskussion om enzymer generellt, men aktiviteten hos enzymer kan ökas/minskas på många vis. Både för den enskilda enzymmolekylen, men även på den större skalan, där enzymaktiviteten i cellen kan ökas t.ex. genom att fler enzymmolekyler bildas (proteinsyntes), alla enskilda enzymmolekyler aktiveras m.m. Och vice versa kan den minska.

Såå menar du att adenylatcyklas alltid är aktivt, för de regleras på många sätt. Bekräftar du mitt påstående som du svarade på? 

Nej det går inte att säga att det alltid är aktivt eller alltid inaktivt. Aktiviteten beror på regleringen. Ökar regleringen aktiviteten, är enzymet aktivt. Inaktiverar regleringen enzymet, försvinner aktiviteten, det blir inaktivt.

 

Det klickar allmänt bara inte om adenylatcyklas är aktivt eller inte innan GCPR aktiveras.

Adenylatcyklaset är en typ av enzym som generellt sätt inte är aktivt. Det aktiveras av (allostera) faktorer. Det finns även andra varianter av adenylatcyklas, som inte aktiveras av GPCR, och de är även de inaktiva - så länge de inte aktiveras genom reglering.

Jag förstår. Jag antog att det var aktivt eftersom, som jag nämnde, Gi-proteinet hämmar adenylatcyklas (AC). Så jag tänkte att man inte kan hämma något som inte är aktivt från början. 

På samma spår tänkte jag att ex glykogenolysen alltid är aktiv på basalnivå, och att det därför betydde att AC alltid är aktivt.

Men med ditt resonemang är det kanske korrekt att säga att ex glykogenolysen ''aktiveras & därmed ökar'', och inte ''stimuleras/ökar'', om AC just aktiveras. (Alltså att glykogenolysen ej är aktiv från början, och aktiveringen av AC, aktiverar glykogenolysen)

Maha20 skrev:

Jag förstår. Jag antog att det var aktivt eftersom, som jag nämnde, Gi-proteinet hämmar adenylatcyklas (AC). Så jag tänkte att man inte kan hämma något som inte är aktivt från början. 

Signalering/regleringen styr (allostert) när enzymet får vara aktivt, och när det inte får vara aktivt.

Saknas alloster reglering, så kommer enzymets aktivitet bestämmas av bl.a. koncentrationen av substrat/produkt/kofaktor, temperatur, pH etcetera.

Men, för vissa enzym behöver aktiviteten regleras ytterligare - och det görs genom allosteri, där andra faktorer (som t.ex. cAMP) binder till enzymet och aktiverar det.

Genom alloster reglering kan en större processer i cellen ändras från ett läge till ett annat, som i ditt exempel med glykogenolysen som står i motsats till glykogenesen - endast en av dessa processer behöver vara aktiv, då de är varandras motsatser.

Glykogenolysen börjar först ske när behovet av ytterligare glukos finns, d.v.s. när det inte finns lika mycket i blodet (och/eller i muskler under fysisk ansträngning). Finns det gott om glukos i blodet, finns ju inte behovet av mer, för cellerna kan bara ta upp glukos från blodet. Då kan cellerna snarare lagra glukos i form av glykogen - och då är glykogenolysen inaktiverad (cAMP finns inte där för att aktivera), istället är glykogenesen aktiverad genom andra aktivatorer/hormoner.

Så genom att kombinera en reglering av glykogenolysen, med en annan form av reglering av glykogenesen, kan metabolismen i cellen ändras från "energilagrande" till "frisättande av energi", där båda processerna påverkas .- men på motsatt vis, den ena aktiveras medans den andra inaktiveras.

 

På samma spår tänkte jag att ex glykogenolysen alltid är aktiv på basalnivå, och att det därför betydde att AC alltid är aktivt.

Glykogenolysen är strikt reglerad i metabolismen. För när vi ätit finns det gott om glukos, och cellerna kan då använda den direkt, samt lagra glykogen - det går ju inte att bryta ner glykogen och försöka lagra det samtidigt.

cAMP påverkar inte bara glykogenolysen, utan flera andra processer i cellen, så cAMP bildas bara när en aktiviteten i process behöver förändras - reglering m.a.o. (t.ex. från glykogeninlagring till bildandet av glukos från lagrad glykogen).

 

Men med ditt resonemang är det kanske korrekt att säga att ex glykogenolysen ''aktiveras & därmed ökar'', och inte ''stimuleras/ökar'', om AC just aktiveras. (Alltså att glykogenolysen ej är aktiv från början, och aktiveringen av AC, aktiverar glykogenolysen)