Ein allosterisches Enzym ist eine Chemikalie, die an der Regulierung von Zellprozessen beteiligt ist. Diese Enzyme spielen eine Rolle im Zellstoffwechsel, indem sie verschiedene Ereignisse katalysieren, wie andere Enzyme, und sie können auch verwendet werden, um die Stoffwechselrate zu steuern. Sie werden von der Zelle verwendet, um die Betriebseffizienz hoch zu halten und Energieverschwendung und unnötige Produktion innerhalb der Zelle zu verhindern. Forscher, die sie untersuchen, arbeiten oft mit Bakterien wie Escherichia coli, um mehr darüber zu erfahren, wie diese Enzyme funktionieren und was passiert, wenn sich ihre Struktur ändert.
Die Funktion von Enzymen kann durch die Bindung von Inhibitoren oder Aktivatoren an das aktive Zentrum des Enzyms verändert werden. Bei allosterischen Enzymen binden Inhibitoren oder Aktivatoren, auch Effektoren oder Regulatormoleküle genannt, tatsächlich an einer anderen Stelle des Enzyms. Dadurch verändert sich die Struktur des Enzyms und damit auch seine Funktion.
Wenn ein Inhibitor an ein allosterisches Enzym bindet, wird das Enzym effektiv ausgeschaltet und kann im Körper nicht mehr funktionieren. Aktivatoren hingegen schalten das Enzym ein, damit es eine Funktion erfüllen kann. Die Regulatormoleküle können sich bei Bedarf ablösen. Mit diesem System können Zellen die Aktivität von Enzymen als Reaktion auf sich ändernde Situationen regulieren, Enzyme nach Bedarf aktivieren und deaktivieren, wenn sie nicht arbeiten möchten.
Die Bindungsstelle, an der ein Regulatormolekül anlagert, wird als allosterische Stelle des Enzyms bezeichnet. An der allosterischen Regulierung von Enzymen sind eine Reihe verschiedener Moleküle beteiligt, die auf diese Stelle passen, ähnlich wie Schlüssel in ein Schloss passen. Bei der Hemmung wird das Enzym so aufrechterhalten, dass es bei Bedarf bereit ist, aber nicht funktioniert, bevor es benötigt wird, und bei der Aktivierung wird es in Gang gesetzt, damit es eine gewünschte Stoffwechselfunktion ausführen kann. Der Körper gleicht die Anzahl der aktiven und inaktiven Enzyme aus, um eine Vielzahl biologischer Prozesse zu modulieren.
Allosterische Enzyme können nicht nur vom Körper verwendet werden, sondern auch von einem Arzt. Das gezielte Zielen der Bindungsstelle auf einem könnte eine einzigartige Wirkstoffabgabe ermöglichen, um die Form und damit die Funktion eines Enzyms zu ändern. Die allosterische Modulation könnte verwendet werden, um eine Reihe von medizinischen Zuständen mit einer präzisen gezielten Therapie zu behandeln, die weniger Nebenwirkungen und andere Probleme verursachen kann, da sie sich auf ein bestimmtes Enzym im Körper konzentriert und nicht auf einen breiten Bereich.