على الرغم من أن نماذج القفل والمفتاح والملاءمة المستحثة يمكن أن تفسر خصوصية الإنزيم، إلا أنه لا يقترح أي آلية مباشرة يمكن من خلالها دفع التفاعل المحفز إلى الأمام، وغالبًا ما ينطوي ربط الركيزة على إنفاق قدر كبير من الطاقة، وعلى الرغم من أنه يخدم غرضًا مفيدًا للغاية في الجمع بين مجموعات التفاعل والمحفزاتمعًا، يجب توفير المزيد من الطاقة قبل أن يبدأ التفاعل.
ما هي نظرية القفل والمفتاح
نموذج القفل والمفتاح هو أقدم وأبسط نموذج لشرح التعرف الجزيئي في إجراءات الإنزيم، وقد تم اقتراحه لأول مرة من قبل فيشر في عام 1894، ويفترض بنموذج القفل والمفتاح أن الإنزيم (القفل) يتعرف على الركيزة (المفتاح) من خلال تكامل الشكل بين الموقع النشط للإنزيم والركيزة.
وهذا النموذج ثاقب البصيرة، لكنه بسيط للغاية ليعكس الواقع، وبشكل عام يعتبر كل من الإنزيم (أي البروتين) والركيزة (على سبيل المثال، مركب صغير أو بروتين) كيانات ديناميكية كما كشفت عنها العديد من التجارب.
علاقة نظرية القفل والمفتاح في البروتينات
توضح المقارنة بين تراكيب البروتين في المجمعات (على سبيل المثال، الهياكل المجسمة) وتركيبات البروتين غير المنضمة (أي، هياكل apo)، وأن البروتين غالبًا ما يخضع لبعض التغييرات التوافقية عند تكوين الهيكل المعقد مع شريكه الملزم.
تم اقتراح نموذج الملاءمة المستحثة لأول مرة بواسطة (Koshland) في عام 1958 لشرح التغييرات المطابقة للبروتين في عملية الربط، ويشير هذا النموذج إلى أن الإنزيم، عند الارتباط بركائزه، يحسن الواجهة من خلال التفاعلات الفيزيائية لتشكيل البنية المعقدة النهائية.
يتم دعم نموذج الملاءمة المستحثة من خلال حقيقة أن العديد من الروابط مدفونة في مواقع ربط البروتين في الهياكل المعقدة للبروتين-يجند في بنك بيانات البروتين(PDB)، مما يشير إلى أنه من المحتمل جدًا أن يتم التفاف هذه الروابط بواسطة بقايا موقع الربط بعد حدث الربط الأولي، ومع ذلك لا يمكن تفسير التغييرات التوافقية مثل الحركات الجماعية للعمود الفقري، وإعادة ترتيب المجال، والانتقال من اضطراب إلى ترتيب للبروتينات عالية المرونة بشكل كامل من خلال هذا النموذج.
أخيرا، توجد ثلاثة نماذج مختلفة لوصف طبيعة تفاعلات البروتين، ويصف نموذج القفل والمفتاح، الذي اقترحه إميل فيشر في الأصل، التفاعلات الجامدة في الطبيعة، وتكون كل من واجهات التفاعل مكملة في الشكل وتحدث تغييرات توافقية لا تذكر عند الربط.
