Zymogens and Chemical Modifications – Metabolic Control of Enzyme Activity

00:00 Zymogene gibt es in vielen Formen und sie werden aus vielen Gründen synthetisiert.

00:06 Auf der letzten Folie habe ich einige der einzelnen Zymogene, die Proteasen sind, gezeigt. Es gibt tatsächlich eine ganze Reihe von Proteasen, die in einer inaktiven Form synthetisiert werden, denn Proteasen sind ziemlich stark und können große Probleme verursachen.

00:22 Aber nicht alle von ihnen sind tatsächlich an der Verdauung beteiligt.

00:26 Eine Gruppe von Proteinen, die sehr interessant ist, sind die Blutgerinnungsproteine, die man ganz unten sehen kann.

00:31 Die Blutgerinnung ist ein Prozess, der durch ein ein Kaskadensystem, wie ich es beschrieben habe, abläuft.

00:38 Dieses Kaskadensystem beginnt mit einer einfachen Aktion.

00:42 Das wird dann durch viele Schritte verstärkt und diese Verstärkung verursacht schließlich die Bildung eines Gerinnsels.

00:49 Nun, es müssen genügend Proteine hergestellt werden, damit sie für die Blutgerinnung ausreichen und sie müssen organisiert werden, bevor die Person an ihren Blutungen stirbt.

00:59 Das erfordert schnelles Handeln und deshalb ist der Kaskadeneffekt, den ich erwähnt habe, wirklich wichtig.

01:05 Eine weitere Gruppe von Proteinen, die als Zymogene in inaktiver Form synthetisiert werden, ist rechts dargestellt.

01:12 Und das zweite dieser Ergebnisse ist auch interessant, weil es die Umkehr des Gerinnungsprozesses katalysiert, die sogenannte Fibrinolyse.

01:19 Man kann sich vorstellen, wie wichtig es ist, das zu steuern, weil man nicht anfangen will, ein Gerinnsel aufzulösen bevor sich das Gewebe selbst repariert hat, weil sonst der Blutungsprozess von neuem beginnt.

01:30 Also die Synthese von Plasmin in seiner inaktiven Form als Plasminogen ermöglicht es dem Körper zu steuern, wann und wie das Gerinnsel aufgelöst wird.

01:44 Nun gibt es auch chemische Modifikationen, die sich auf die enzymatische Aktivität auswirken. In einigen der anderen Präsentationen haben Sie einige davon gesehen.

01:51 Dazu gehören die Phosphorylierung der Enzyme der Glykolyse und die Acetylierung von Histonen, die im Chromatin der DNA stattfindet.

02:00 Die anderen Änderungen sind recht unterschiedlich und haben vielfältige Auswirkungen auf Enzyme und andere Proteine.

02:08 Einige dieser Effekte können diese aktivieren und andere Effekte können sie inaktivieren.

02:11 Zu guter Letzt komme ich zu einem weiteren Punkt, den ich über Gerinnungsproteine erwähnen möchte.

02:15 Dieser Punkt verdeutlicht die Bedeutung dieser Veränderungen.

02:20 Es geht um die Regulation des letzten Blutgerinnungsproteins. Dieses Protein ist sehr interessant, denn, die chemische Modifikation verändert das Enzym nicht von einer inaktiven Form in eine aktive Form.

02:31 Das daran beteiligte Protein heißt Prothrombin und obwohl es nicht so klingt, als ob es sich um ein Zymogen handelt, ist es aber eins, denn es hat eine ältere Nomenklatur.

02:39 Prothrombin ist eine inaktive Form einer Protease, die für die Blutgerinnung notwendig ist.

02:46 Nun muss diese Protease wie andere Proteasen kontrolliert werden.

02:49 Aber was Sie auf dem Bildschirm sehen, ist nicht die Kontrolle der katalytischen Aktivität.

02:55 Sie sehen die Kontrolle, wo das Enzym bindet.

02:57 In diesem Fall sehen wir also die Seitenkette einer der Aminosäuren des Prothrombins, des Glutamats.

03:05 Bei der Reaktion, die Sie auf dem Bildschirm sehen, gewinnt das Glutamat ein zusätzliches Kohlenstoffdioxid und das zusätzliche Kohlenstoffdioxid verleiht der Seitenkette eine interessante Eigenschaft.

03:16 Die interessante Eigenschaft ist, dass es mit der zusätzliche Carboxylgruppe an Kalzium binden kann.

03:22 Jetzt ist Kalzium im Wundbereich viel mehr vorhanden als anderswo.

03:25 Durch die Veränderung von Prothrombin auf diese Weise gelangt diese inaktive Form des Enzyms in die Nähe der Wunde.

03:33 Es kann also sehr leicht aktiviert werden, um den Gerinnungsprozess zu unterstützen.

03:38 Und dies ist einer der Schritte in dem Kaskadenmechanismus, über den ich gesprochen habe.