A „lock-and-key” elv egy olyan kiegészítő struktúrák rendszerét írja le, amelyek egymásba záródnak, mint egy kulcs a zárban, és ezzel a komplex képződménnyel kiváltanak bizonyos testfolyamatokat. Ezt az elvet kéz-kesztyűben elvnek vagy indukált illeszkedési koncepciónak is nevezik, és szerepet játszik az összes receptor-szubsztrát komplexben. Az elv kulcsfontosságú az olyan kóros folyamatok szempontjából is, mint a vírusok.
Mi a lock-and-key elv?
A „lock-and-key” elv egy olyan kiegészítő struktúrák rendszerét írja le, amelyek egymásba záródnak, mint egy kulcs a zárban, és ezzel a komplex képződménnyel kiváltanak bizonyos testfolyamatokat. Az elv meghatározó például például a kóros folyamatok, például a vírusok. A kulcs rendkívül pontosan illeszkedik szerkezeteihez a megfelelő zárba. Amint letörik egy villát, az ajtó már nem nyílik ki. Ebben az összefüggésben mi is beszél az illeszkedés pontosságáról. Ahogy a kulcs belefér a zárba, sok biológiai hírvivő anyag pontosan illeszkedik a számukra biztosított receptorok struktúrájába. Nagyobb kontextusban a biológia úgynevezett lock-and-key elve két vagy több egymást kiegészítő térszerkezetű struktúrára utal. Ez az illeszkedés biokémiai reakciókkal jár. A lock-and-key elvet először 1894-ben írta le Emil Fischer, aki ekkor leírta a enzimek és szubsztrátok. A biológiában és a biokémiában a vendég ligandum és a receptor gazda közötti interaktív kötődés egy bizonyos kötődésű komplexet eredményez erő, más néven affinitás. A lock-and-key elv helyett ezeket a kapcsolatokat ma már indukált illeszkedési koncepciónak vagy kéz-kesztyűben elvnek is nevezik. A legtöbb esetben a vendég ligandumok csak a szerkezetük bizonyos részein keresztül képesek hatékonyan komplexképződni. Ebben az esetben fennmaradó struktúrájuk funkcionálisan lényegtelen a komplexképződés és az általa kiváltott hatások szempontjából.
Funkció és feladat
A „kulcs és kulcs” elv teljesen eltérő kontextusban játszik szerepet a biokémiában és a biológiában. A biokémiában az adók és a modulátorok egy receptorhoz kötődve olyan biokémiai folyamatokat indítanak el, amelyeket szimulálni vagy blokkolni lehet. szerek vagy gyógyszerek. Az ilyen kötéseknél a lock-and-key elv alapvető szerepet játszik. Ban ben endokrinológiamásrészt kölcsönhatás van a hormonreceptorok és az egyén között hormonok amely kiváltja a jelláncokat és visszacsatoló hatással van a sejtek működésére. A zárolás és kulcs elve ebben az összefüggésben is releváns. Ugyanez vonatkozik az enzimológia területére, amelyen belül enzimek megkönnyítik a biokémiai reakciókat. Ez a folyamat a biogén reagensek összefogásával megy végbe. Enzimek így két hatóanyag komplexet képezhet a lock-and-key elv szerint. Az enzim strukturális változásokon megy keresztül a szubsztrátkötés miatt, amelyek tovább fokozzák vagy lehetővé teszik katalizátorként való hatékonyságát bizonyos szubsztrátokon. Az immunológiában a lock-and-key elv egyaránt fontos. Ezen a területen belül a komplementer struktúrák kölcsönhatásba lépnek az antigént felismerő és az antigént bemutató sejtek határán. Ez a lock-and-key elv szerinti komplex interakció a specifikus antigénfelismerés előfeltétele. Ezenkívül a zárolás és kulcs elve alapvető szerepet játszik a sejtek sejtjeiben, például szövetekben vagy szervekben. Ezek a sejtek fel vannak szerelve struktúrákkal és a sejtfelszínen elhelyezkedő komplementer ellenstruktúrákkal. Ez a zár és kulcs kiegészítő rendszer lehetővé teszi a kommunikációt a szövet sejtjei között, és hozzájárul a strukturális funkcionális kohézióhoz. Az immunsejtek szintén a leírt komplementer rendszer segítségével kommunikálnak. Ezenkívül a keringő immunsejtek speciális felületi struktúráktól függenek, hogy lehetővé tegyék számukra, hogy helyről-helyre mozogjanak, és visszataláljanak a kiindulópontjukhoz. Sperma a sejtek hasonló elv alapján mozognak a petesejtbe. A lock-and-key elv lehetővé teszi számukra, hogy a petesejt felületén olyan glikoproteineket találjanak, amelyek bejutnak a sejtbe. Így nagyobb léptékben az elv döntő szerepet játszik az emberi szaporodásban, és releváns az evolúciós biológiában.
Betegségek és betegségek
Nem csak a természetes testfolyamatok, hanem az emberi vagy állati test kóros folyamatai szempontjából is kulcsfontosságú a kulcs és a kulcs elve. Egyrészt bizonyos anyagok vannak benne szerek és más anyagok blokkolják az egyes receptorokat a lock-and-key elv szerint. morfinpéldául kikapcsolja a köhögési ingert azáltal, hogy hatóanyagai pontosan kötődnek a sejt sejtjeihez idegrendszer felelős a köhögési ingerért. Ezenkívül az anyagnak ugyanúgy fájdalomcsillapító hatása van és kötődik hozzájuk fájdalom receptorok, különösen az agykéregben, a lock-and-key elv szerint. A kötés eredményeként fájdalom az ingerek már nem terjednek. Tehát bár a fájdalmas ingerek elméletileg még mindig beérkeznek, azokat már nem dolgozzák fel és nem jutnak el a tudatig. Az orvostudomány ezt az elvet alkalmazza akut és krónikus betegek kezelésében fájdalom, Mint például a rák betegek. Másrészről, az idegsejtek blokkolása a kulcs és kulcs elve alapján szintén megzavarhatja vagy kikapcsolhatja a releváns testi folyamatokat, és ezáltal negatív hatásokat mutathat a betegre Egészség. A zárolás és kulcs elve ugyanúgy kóros a kontextusban vírusok. Ezek az organizmusok rendelkeznek bizonyos komplementer struktúrákkal, más néven dokkolóhelyekkel. A vírus dokkolóhelye képes megfertőzni gazdáját. A kéz-kesztyű elvnek orvosi jelentősége van az orvosi diagnosztikában is. Diagnosztikai eljárások, például az egyes szövetek tipizálása a biopszia, a fertőzések diagnosztizálása és a DNS kimutatása vagy vér a csoportdiagnosztika alapvetően az elv alapján történő detektáláson alapszik. Ezenkívül számos anyagcsere-betegség a kéz-kesztyűben elv zavarásán alapul. Ez vonatkozik például a cukorbetegség mellitus, amelyben teljes inzulin ellenállás. Ban ben inzulin rezisztencia, a „kézi” inzulin már nem fér bele a „kesztyű” inzulinreceptorba. A sejtreceptorok már nem reagálnak megfelelően inzulin és a felvétele cukor az egyes sejtekbe csak elégtelen mértékben fordul elő. Ezen összefüggéseken túl az indukált-fit koncepció jelentős szerepet játszik a mindennapi orvosi gyakorlatban, például az oltások, de az allergiák esetében is.
