В биологии и биохимии активный центр — это область фермента , где молекулы субстрата связываются и подвергаются химической реакции. Активный центр состоит из аминокислотных остатков, которые образуют временные связи с субстратом, связывающий центр , и остатков, которые катализируют реакцию этого субстрата, каталитический центр . Хотя активный центр занимает всего ~10–20% объема фермента, [1] : 19 он является наиболее важной частью, поскольку он непосредственно катализирует химическую реакцию . Обычно он состоит из трех-четырех аминокислот, в то время как другие аминокислоты в белке необходимы для поддержания третичной структуры ферментов. [2]
Каждый активный центр эволюционирует, чтобы быть оптимизированным для связывания определенного субстрата и катализа определенной реакции, что приводит к высокой специфичности . Эта специфичность определяется расположением аминокислот в активном центре и структурой субстратов. Иногда ферментам также необходимо связываться с некоторыми кофакторами для выполнения своей функции. Активный центр обычно представляет собой бороздку или карман фермента, который может быть расположен в глубоком туннеле внутри фермента [3] или между интерфейсами мультимерных ферментов . Активный центр может катализировать реакцию многократно, поскольку остатки не изменяются в конце реакции (они могут изменяться во время реакции, но регенерируются к концу). [4] Этот процесс достигается за счет снижения энергии активации реакции, поэтому большее количество субстратов имеет достаточно энергии для прохождения реакции.
Обычно молекула фермента имеет только один активный центр, и активный центр соответствует одному определенному типу субстрата. Активный центр содержит связывающий центр, который связывает субстрат и ориентирует его для катализа. Ориентация субстрата и близость между ним и активным центром настолько важны, что в некоторых случаях фермент может по-прежнему нормально функционировать, даже если все остальные части мутируют и теряют функцию. [5]
Первоначально взаимодействие между активным центром и субстратом является нековалентным и временным. Существует четыре важных типа взаимодействия, которые удерживают субстрат в определенной ориентации и образуют комплекс фермент-субстрат (комплекс ES): водородные связи , взаимодействия Ван-дер-Ваальса , гидрофобные взаимодействия и взаимодействия электростатических сил . [6] : 148 Распределение заряда на субстрате и активном центре должно быть комплементарным, что означает, что все положительные и отрицательные заряды должны быть нейтрализованы. В противном случае будет существовать отталкивающая сила, отталкивающая их друг от друга. Активный центр обычно содержит неполярные аминокислоты, хотя иногда могут встречаться и полярные аминокислоты. [2] Связывание субстрата с сайтом связывания требует по крайней мере трех точек контакта для достижения стерео-, регио- и энантиоселективности. Например, алкогольдегидрогеназа , которая катализирует перенос иона гидрида от этанола к НАД +, взаимодействует с метильной группой субстрата , гидроксильной группой и про- (R) водородом, который будет отщепляться во время реакции. [6] : 149
Для того, чтобы выполнять свою функцию, ферменты должны принять правильную белковую укладку ( нативную укладку ) и третичную структуру . Для поддержания этой определенной трехмерной структуры белки полагаются на различные типы взаимодействий между своими аминокислотными остатками. Если эти взаимодействия нарушаются, например, экстремальными значениями pH, высокой температурой или высокими концентрациями ионов, это приведет к денатурации фермента и потере его каталитической активности. [ необходима цитата ]
Более плотное прилегание между активным сайтом и молекулой субстрата, как полагают, увеличивает эффективность реакции. Если плотность между активным сайтом ДНК-полимеразы и ее субстратом увеличивается, точность, а значит, и правильная скорость репликации ДНК, также увеличится. [7] Большинство ферментов имеют глубоко скрытые активные сайты, к которым субстрат может получить доступ через каналы доступа. [3]
Существует три предложенные модели того, как ферменты подходят к своему конкретному субстрату: модель замка и ключа , модель индуцированного соответствия и модель конформационного отбора. Последние две не являются взаимоисключающими: конформационный отбор может сопровождаться изменением формы фермента. Кроме того, белок может не полностью следовать ни одной из моделей. Аминокислоты в месте связывания убиквитина обычно следуют модели индуцированного соответствия, тогда как остальная часть белка обычно придерживается конформационного отбора. Такие факторы, как температура, вероятно, влияют на путь, выбранный во время связывания, причем более высокие температуры, как прогнозируется, увеличивают важность конформационного отбора и уменьшают важность индуцированного соответствия. [8]
Эта концепция была предложена химиком 19 века Эмилем Фишером . Он предположил, что активный центр и субстрат — это две стабильные структуры, которые идеально подходят друг другу без каких-либо дополнительных изменений, как ключ подходит к замку. Если один субстрат идеально связывается со своим активным центром, взаимодействия между ними будут наиболее сильными, что приведет к высокой каталитической эффективности.
Со временем начали проявляться ограничения этой модели. Например, конкурентный ингибитор фермента метилглюкозид может прочно связываться с активным сайтом 4-альфа-глюканотрансферазы и идеально в него вписываться. Однако 4-альфа-глюканотрансфераза не активна на метилглюкозиде, и переноса гликозила не происходит. Гипотеза «замка и ключа» не может объяснить этого, так как она предсказывала бы высокую эффективность переноса гликозила метилглюкозида из-за его прочного связывания. Помимо конкурентного ингибирования, эта теория также не может объяснить механизм действия неконкурентных ингибиторов , так как они не связываются с активным сайтом, но тем не менее влияют на каталитическую активность. [9]
Теория связывания фермента и субстрата Дэниела Кошланда заключается в том, что активный центр и связывающая часть субстрата не являются в точности комплементарными. [10] Модель индуцированного соответствия является развитием модели замка и ключа и предполагает, что активный центр является гибким и меняет форму до тех пор, пока субстрат не будет полностью связан. Эта модель похожа на человека, носящего перчатку: перчатка меняет форму, чтобы соответствовать руке. Фермент изначально имеет конформацию, которая притягивает его субстрат. Поверхность фермента является гибкой, и только правильный катализатор может вызвать взаимодействие, приводящее к катализу. Затем могут произойти конформационные изменения, когда субстрат связывается. После этого продукты реакции отойдут от фермента, а активный центр вернется к своей первоначальной форме. Эта гипотеза подтверждается наблюдением, что весь домен белка может перемещаться на несколько нанометров во время катализа. Это перемещение поверхности белка может создавать микросреды, которые благоприятствуют катализу. [5]
Эта модель предполагает, что ферменты существуют в различных конформациях, только некоторые из которых способны связываться с субстратом. Когда субстрат связан с белком, равновесие в конформационном ансамбле смещается в сторону тех, которые способны связывать лиганды (поскольку ферменты со связанными субстратами удаляются из равновесия между свободными конформациями). [11]
Электростатическое взаимодействие : в водной среде противоположно заряженные группы в боковых цепях аминокислот в активном центре и субстратах притягиваются друг к другу, что называется электростатическим взаимодействием. Например, когда карбоновая кислота (R-COOH) диссоциирует на ионы RCOO − и H + , COO − будет притягивать положительно заряженные группы, такие как протонированная боковая цепь гуанидина аргинина . [ требуется цитата ]
Водородная связь : Водородная связь — это особый тип диполь-дипольного взаимодействия между частично положительным атомом водорода и частично отрицательным донором электронов , содержащим пару электронов, например, кислород , фтор и азот . Сила водородной связи зависит от химической природы и геометрического расположения каждой группы. [ требуется ссылка ]
Сила Ван-дер-Ваальса : Сила Ван-дер-Ваальса образуется между противоположно заряженными группами из-за кратковременного неравномерного распределения электронов в каждой группе. Если все электроны сосредоточены на одном полюсе группы, этот конец будет отрицательным, а другой конец — положительным. Хотя индивидуальная сила слаба, поскольку общее число взаимодействий между активным центром и субстратом огромно, их сумма будет значительной. [ необходима цитата ]
Гидрофобное взаимодействие : Неполярные гидрофобные группы имеют тенденцию собираться вместе в водной среде и пытаются уйти из полярного растворителя. Эти гидрофобные группы обычно имеют длинную углеродную цепь и не реагируют с молекулами воды. При растворении в воде молекула белка сворачивается в шарообразную форму, оставляя гидрофильные группы снаружи, в то время как гидрофобные группы глубоко зарыты в центре. [ необходима цитата ]
Как только субстрат связан и ориентирован на активный сайт, катализ может начаться. Остатки каталитического сайта обычно находятся очень близко к сайту связывания, и некоторые остатки могут иметь двойную роль как в связывании, так и в катализе. [ необходима цитата ]
Каталитические остатки сайта взаимодействуют с субстратом, чтобы снизить энергию активации реакции и тем самым ускорить ее . Они делают это с помощью ряда различных механизмов, включая сближение реагентов, нуклеофильный/электрофильный катализ и кислотно-основной катализ. Эти механизмы будут объяснены ниже. [ необходима цитата ]
Во время ферментативной каталитической реакции субстрат и активный центр сближаются в непосредственной близости. Этот подход имеет различные цели. Во-первых, когда субстраты связываются в активном центре, его эффективная концентрация значительно увеличивается, чем в растворе. Это означает, что количество молекул субстрата, участвующих в реакции, также увеличивается. Этот процесс также снижает энергию десольватации, необходимую для протекания реакции. В растворе молекулы субстрата окружены молекулами растворителя, и для их замены и контакта с субстратом требуется энергия для молекул фермента. Поскольку объемные молекулы могут быть исключены из активного центра, этот выход энергии может быть минимизирован. Далее, активный центр предназначен для переориентации субстрата с целью снижения энергии активации для протекания реакции. Выравнивание субстрата после связывания фиксируется в состоянии с высокой энергией и может перейти к следующему этапу. Кроме того, этому связыванию благоприятствует энтропия , поскольку затраты энергии, связанные с реакцией в растворе, в значительной степени устраняются, поскольку растворитель не может войти в активный центр. В конце концов, активный центр может манипулировать молекулярной орбиталью субстрата в подходящую ориентацию для снижения энергии активации. [6] : 155–8
Электростатические состояния субстрата и активного центра должны быть комплементарными друг другу. Поляризованная отрицательно заряженная боковая цепь аминокислоты будет отталкивать незаряженный субстрат. Но если переходное состояние включает образование ионного центра , то боковая цепь теперь будет производить благоприятное взаимодействие.
Многие ферменты, включая сериновую протеазу , цистеиновую протеазу , протеинкиназу и фосфатазу, эволюционировали, чтобы образовывать временные ковалентные связи между ними и их субстратами, чтобы снизить энергию активации и позволить реакции произойти. Этот процесс можно разделить на 2 этапа: образование и распад. Первый этап является этапом ограничения скорости, тогда как последний этап необходим для регенерации неповрежденного фермента. [6] : 158
Нуклеофильный катализ : этот процесс включает в себя передачу электронов от нуклеофила фермента субстрату для образования ковалентной связи между ними во время переходного состояния. Сила этого взаимодействия зависит от двух аспектов: способности нуклеофильной группы отдавать электроны и электрофила принимать их. На первый аспект в основном влияет основность (способность отдавать электронные пары) вида, тогда как на последний — его pK a . На обе группы также влияют их химические свойства, такие как поляризуемость , электроотрицательность и потенциал ионизации . Аминокислоты, которые могут образовывать нуклеофил, включают серин , цистеин , аспартат и глутамин . [ необходима цитата ]
Электрофильный катализ : Механизм этого процесса точно такой же, как и у нуклеофильного катализа, за исключением того, что теперь аминокислоты в активном центре действуют как электрофилы, а субстраты — нуклеофилы . Для этой реакции обычно требуются кофакторы, поскольку боковые цепи аминокислот недостаточно сильны для притяжения электронов.
Ионы металлов выполняют множество функций в ходе реакции. Во-первых, они могут связываться с отрицательно заряженными группами субстрата, чтобы они не отталкивали электронные пары от нуклеофильных групп активного центра. Они могут притягивать отрицательно заряженные электроны, чтобы увеличить электрофильность . Они также могут образовывать мостик между активным центром и субстратом. Наконец, они могут изменять конформационную структуру субстрата, чтобы способствовать реакции. [6] : 158
В некоторых реакциях протоны и гидроксид могут непосредственно действовать как кислота и основание в терминах специфического кислотного и специфического основного катализа. Но чаще группы в субстрате и активном центре действуют как кислота и основание Бренстеда-Лоури. Это называется общей теорией кислот и общих оснований. Самый простой способ различить их — проверить, определяется ли скорость реакции концентрациями общей кислоты и основания. Если ответ да, то реакция является реакцией общего типа. Поскольку большинство ферментов имеют оптимальный pH от 6 до 7, аминокислоты в боковой цепи обычно имеют p K a от 4 до 10. Кандидаты включают аспартат , глутамат , гистидин , цистеин . Эти кислоты и основания могут стабилизировать нуклеофил или электрофил, образующийся во время катализа, путем предоставления положительных и отрицательных зарядов. [6] : 164–70
Количественные исследования ферментативных реакций часто обнаруживали, что ускорение скорости химической реакции не может быть полностью объяснено существующими теориями, такими как приближение, кислотно-основной катализ и электрофильный/нуклеофильный катализ. И есть очевидный парадокс: в обратимой ферментативной реакции, если активный центр идеально подходит для субстратов, то обратная реакция будет замедлена, поскольку продукты не могут идеально подойти для активного центра. Поэтому было введено конформационное искажение и утверждается, что и активный центр, и субстрат могут претерпевать конформационные изменения, чтобы соответствовать друг другу все время. [6] : 170–5
Эта теория немного похожа на теорию «замка и ключа», но в это время активный центр заранее запрограммирован на идеальное связывание с субстратом в переходном состоянии, а не в основном состоянии. Формирование переходного состояния в растворе требует большого количества энергии для перемещения молекул растворителя, и реакция замедляется. Таким образом, активный центр может замещать молекулы растворителя и окружать субстраты, чтобы минимизировать контрпродуктивный эффект, налагаемый раствором. Наличие заряженных групп с активным центром будет притягивать субстраты и обеспечивать электростатическую комплементарность. [6] : 176–8
В действительности большинство ферментативных механизмов включают комбинацию нескольких различных типов катализа.
Роль глутатиона (GSH) заключается в удалении накопленных активных форм кислорода, которые могут повредить клетки. Во время этого процесса его тиоловая боковая цепь окисляется , и две молекулы глутатиона соединяются дисульфидной связью , образуя димер (GSSG). Для регенерации глутатиона дисульфидная связь должна быть разорвана. В клетках человека это делает глутатионредуктаза (GR). [ необходима цитата ]
Глутатионредуктаза — это димер, содержащий две идентичные субъединицы. В качестве кофакторов ей требуются один НАДФ и один ФАД . Активный центр расположен в соединении между двумя субъединицами. НАДФН участвует в образовании ФАДН-. В активном центре, помимо кофактора ФАД, есть два остатка цистеина , которые используются для разрыва дисульфидной связи во время каталитической реакции. НАДФН связан тремя положительно заряженными остатками: Arg-218, His-219 и Arg-224. [ необходима цитата ]
Каталитический процесс начинается, когда FAD восстанавливается NADPH, чтобы принять один электрон и от FADH − . Затем он атакует дисульфидную связь, образованную между 2 остатками цистеина, образуя одну связь SH и одну группу S − . Эта группа S − будет действовать как нуклеофил, чтобы атаковать дисульфидную связь в окисленном глутатионе (GSSG), разрывая ее и образуя комплекс цистеин-SG. Первый анион SG − высвобождается, а затем получает один протон от соседней группы SH и от первого мономера глутатиона. Затем соседняя группа S − атакует дисульфидную связь в комплексе цистеин-SG и высвобождает второй анион SG − . Он получает один протон в растворе и образует второй мономер глутатиона.
[1] : 137–9
Химотрипсин — это сериновая эндопептидаза , которая присутствует в панкреатическом соке и помогает гидролизу белков и пептидов . [1] : 84–6 Он катализирует гидролиз пептидных связей в L-изомерах тирозина , фенилаланина и триптофана . В активном центре этого фермента три аминокислотных остатка работают вместе, образуя каталитическую триаду , которая составляет каталитический центр. В химотрипсине этими остатками являются Ser-195, His-57 и Asp-102.
Механизм химотрипсина можно разделить на две фазы. Во-первых, Ser-195 нуклеофильно атакует углерод пептидной связи в субстрате, образуя тетраэдрический промежуточный продукт. Нуклеофильность Ser-195 усиливается His-57, который отрывает протон от Ser-195 и, в свою очередь, стабилизируется отрицательно заряженной карбоксилатной группой (RCOO − ) в Asp-102. Кроме того, тетраэдрический оксианионный промежуточный продукт, образующийся на этом этапе, стабилизируется водородными связями от Ser-195 и Gly-193.
На втором этапе группа R'NH протонируется His-57 с образованием R'NH 2 и покидает промежуточное соединение, оставляя позади ацилированный Ser-195. Затем His-57 снова действует как основание, отнимая один протон от молекулы воды. Образовавшийся гидроксид- анион нуклеофильно атакует комплекс ацил-фермент с образованием второго тетраэдрического оксианионного промежуточного соединения, которое снова стабилизируется водородными связями. В конце концов, Ser-195 покидает тетраэдрическое промежуточное соединение, разрывая связь CO, которая соединяла фермент с пептидным субстратом. Протон переносится на Ser-195 через His-57, так что все три аминокислоты возвращаются в исходное состояние.
На несвязывание субстрата влияют различные факторы. Более крупные лиганды обычно остаются в активном центре дольше, [12] как и те, у которых связи более вращаемы (хотя это может быть побочным эффектом размера). [13] Когда растворитель исключается из активного центра, менее гибкие белки приводят к более длительному времени пребывания . Больше водородных связей, защищенных от растворителя, также уменьшают несвязывание. [12]
Ферменты могут использовать кофакторы в качестве «молекул-помощников». Коферментами называют те небелковые молекулы, которые связываются с ферментами, помогая им выполнять свою работу. В основном они связаны с активным центром нековалентными связями, такими как водородная связь или гидрофобное взаимодействие . Но иногда между ними может также образовываться ковалентная связь. Например, гем в цитохроме С связан с белком через тиоэфирную связь . В некоторых случаях коферменты могут покидать ферменты после завершения реакции. В противном случае они навсегда связываются с ферментом. [6] : 69 Кофермент — это широкое понятие, которое включает ионы металлов, различные витамины и АТФ . Если ферменту для работы нужен кофермент, его называют апоферментом. Фактически, он сам по себе не может катализировать реакции должным образом. Только когда его кофактор входит и связывается с активным центром, образуя голофермент, он работает должным образом.
Одним из примеров кофермента является флавин . Он содержит отчетливую сопряженную изоаллоксазиновую кольцевую систему. Флавин имеет несколько окислительно-восстановительных состояний и может использоваться в процессах, которые включают перенос одного или двух электронов. Он может действовать как акцептор электронов в реакции, такой как окисление НАД в НАДН, чтобы принять два электрона и образовать 1,5-дигидрофлавин. С другой стороны, он может образовывать семихинон ( свободный радикал ), принимая один электрон, а затем преобразовываться в полностью восстановленную форму путем добавления дополнительного электрона. Это свойство позволяет использовать его в процессе окисления одним электроном.
Ингибиторы нарушают взаимодействие фермента и субстрата, замедляя скорость реакции. Существуют различные типы ингибиторов, включая как обратимые, так и необратимые формы.
Конкурентные ингибиторы — это ингибиторы, которые нацелены только на свободные молекулы фермента. Они конкурируют с субстратами за свободный акцептор фермента и могут быть преодолены путем увеличения концентрации субстрата. У них есть два механизма. Конкурентные ингибиторы обычно имеют структурное сходство с субстратами и/или комплексом ES. В результате они могут вписаться в активный сайт и запустить благоприятные взаимодействия, чтобы заполнить пространство и заблокировать вход субстратов. Они также могут вызывать временные конформационные изменения в активном сайте, так что субстраты не могут идеально вписаться в него. Через короткий промежуток времени конкурентные ингибиторы отпадут и оставят фермент нетронутым.
Ингибиторы классифицируются как неконкурентные ингибиторы , когда они связывают как свободный фермент, так и комплекс ES. Поскольку они не конкурируют с субстратами за активный сайт, их нельзя преодолеть простым увеличением концентрации субстрата. Обычно они связываются с другим сайтом на ферменте и изменяют трехмерную структуру активного сайта, чтобы блокировать вход или выход субстратов из фермента.
Необратимые ингибиторы похожи на конкурентные ингибиторы, поскольку они оба связываются с активным сайтом. Однако необратимые ингибиторы образуют необратимые ковалентные связи с аминокислотными остатками в активном сайте и никогда не покидают его. Поэтому активный сайт занят, и субстрат не может войти. Иногда ингибитор покидает его, но каталитический сайт постоянно изменяется по форме. Эти ингибиторы обычно содержат электрофильные группы, такие как галогензаместители и эпоксиды . Со временем все больше и больше ферментов связываются необратимыми ингибиторами и больше не могут функционировать.
Ингибиторы протеазы ВИЧ используются для лечения пациентов с вирусом СПИДа путем предотвращения репликации его ДНК . Протеаза ВИЧ используется вирусом для расщепления полипротеина Gag-Pol на 3 более мелких белка, которые отвечают за сборку, упаковку и созревание вириона. Этот фермент нацелен на определенный сайт расщепления фенилаланина - пролина в целевом белке. [14] Если протеаза ВИЧ выключена, частица вириона потеряет функцию и не сможет инфицировать пациентов. Поскольку она необходима для репликации вируса и отсутствует у здорового человека, она является идеальной мишенью для разработки лекарств .
Протеаза ВИЧ принадлежит к семейству аспарагиновых протеаз и имеет схожий механизм. Сначала остаток аспартата активирует молекулу воды и превращает ее в нуклеофил . Затем он атакует карбонильную группу внутри пептидной связи (NH-CO) с образованием тетраэдрического промежуточного соединения. Атом азота внутри промежуточного соединения получает протон, образуя амидную группу , а последующая перегруппировка приводит к разрыву связи между ним и промежуточным соединением и образованию двух продуктов. [15]
Ингибиторы обычно содержат негидролизуемые гидроксиэтиленовые или гидроксиэтиламиновые группы, которые имитируют тетраэдрический промежуточный продукт. Поскольку они имеют схожую структуру и электростатическое расположение с переходным состоянием субстратов, они все еще могут вписаться в активный сайт, но не могут быть разрушены, поэтому гидролиз не может произойти.
Стрихнин — это нейротоксин , который вызывает смерть, поражая нервы, контролирующие сокращение мышц , и вызывает затруднение дыхания. Импульс передается между синапсами через нейромедиатор, называемый ацетилхолином . Он высвобождается в синапс между нервными клетками и связывается с рецепторами в постсинаптической клетке. Затем генерируется потенциал действия , который передается через постсинаптическую клетку, чтобы начать новый цикл.
Глицин может подавлять активность рецепторов нейротрансмиттеров, поэтому для запуска потенциала действия требуется большее количество ацетилхолинэстеразы. Это гарантирует, что генерация нервных импульсов строго контролируется. Однако этот контроль нарушается при добавлении стрихнина. Он подавляет рецепторы глицина ( хлоридный канал ), и гораздо более низкий уровень концентрации нейротрансмиттера может вызвать потенциал действия. Нервы теперь постоянно передают сигналы и вызывают чрезмерное мышечное сокращение, что приводит к асфиксии и смерти. [16]
Диизопропилфторфосфат (DIFP) является необратимым ингибитором, который блокирует действие сериновой протеазы . Когда он связывается с ферментом, происходит реакция нуклеофильного замещения и высвобождает одну молекулу фтороводорода . Группа OH в активном центре действует как нуклеофил, атакуя фосфор в DIFP и образуя тетраэдрический промежуточный продукт и высвобождая протон. Затем связь PF разрывается, один электрон переносится на атом F, и он покидает промежуточный продукт в виде аниона F− . Он соединяется с протоном в растворе, образуя одну молекулу HF. Ковалентная связь образуется между активным центром и DIFP, поэтому боковая цепь серина больше не доступна для субстрата. [17]
Определение активных участков имеет решающее значение в процессе открытия лекарств . Трехмерная структура фермента анализируется для определения остатков активного участка и разработки лекарств, которые могут в них вписаться. Протеолитические ферменты являются мишенями для некоторых лекарств, таких как ингибиторы протеазы, которые включают препараты против СПИДа и гипертонии. [18] Эти ингибиторы протеазы связываются с активным участком фермента и блокируют взаимодействие с естественными субстратами. [19] Важным фактором при разработке лекарств является прочность связи между активным участком и ингибитором фермента. [20] Если фермент, обнаруженный в бактериях, значительно отличается от человеческого фермента, то ингибитор может быть разработан против этой конкретной бактерии, не нанося вреда человеческому ферменту. Если один вид фермента присутствует только в одном виде организмов, его ингибитор может быть использован для их специфического уничтожения.
Активные сайты могут быть отображены для помощи в разработке новых лекарств, таких как ингибиторы ферментов. Это включает описание размера активного сайта, а также количества и свойств подсайтов, таких как детали взаимодействия связывания. [18] Современная технология баз данных, называемая CPASS (Comparison of Protein Active Site Structures), однако, позволяет сравнивать активные сайты более подробно и находить структурное сходство с помощью программного обеспечения. [21]
Аллостерический сайт — это сайт на ферменте, не связанный с его активным сайтом, который может связывать эффекторную молекулу. Это взаимодействие является еще одним механизмом регуляции фермента. Аллостерическая модификация обычно происходит в белках с более чем одной субъединицей. Аллостерические взаимодействия часто присутствуют в метаболических путях и полезны тем, что они позволяют одному этапу реакции регулировать другой этап. [19] Они позволяют ферменту иметь ряд молекулярных взаимодействий, отличных от высокоспецифичного активного сайта. [19]
