Allosteerinen

Allosteerinen tarkoittaa proteiinien toimintaa säätelevää mekanismia, jossa säätöaine sitoutuu proteiinin aktiivisen kohdan ulkopuolella olevaan allosteeriseen sivukohteeseen. Tämä sitoutuminen saa aikaan konformatiivisia muutoksia, jotka muuttavat entsyymin tai muun proteiinin aktiivisuutta: se voi lisätä (positive allostery) tai vähentää (negative allostery) katalyyttistä toimintaa tai affiniteettia. Allosteerinen säätely on yleistä oligomeerisissa proteiineissa ja sillä on keskeinen rooli metabolisessa hallinnassa sekä signaloinnissa.

Yleisesti allosteerinen säätely voidaan selittää malleilla, kuten Monod–Wyman–Changeux (MWC) ja KNF (Sequential) -malleilla. MWC-mallissa proteiini esiintyy tietoisen rakenteellisesti vaihtuvina tiloina (esim. T- ja R-tilat), joihin ligandin sitoutuminen vaikuttaa. KNF-mallissa konformaatiora muutoksia tapahtuu reaktiivisesti yksittäisten alayksiköiden kautta. Kooperativiteetti ja monien alayksiköiden vuorovaikutukset ovat usein keskeisiä.

Esimerkkejä allosterisista järjestelmistä ovat hemoglobiini hapen sitoutumisessa ja ATCase-entsyymi, jota säädellään useiden allosterisesti sitoutuvien ligan­dien avulla. Allosteeriset modulaattorit voivat toimia sekä luonnollisina säätelijöinä että lääkeaineina, tarjoten tarkkaa säätöä ja usein parempaa valikoivuutta kuin kilpailevat inhibiittorit.

Tutkimuksessa allosteerisuutta kartoitetaan rakenteellisilla menetelmillä (X-ray-diffraatio, cryo-EM, NMR), kineettisillä mittauksilla sekä bioinformatiikan ja mallintamisen avulla. Ymmärrys allosteerisuudesta tukee sekä perusbiologiaa että kehitystä terapeuttisiin allosteerisiin modulaattoreihin.