Teorija induciranog prilagođavanja potekla je od Koshlanda i odgovara proširenju principa brave i ključa, koji pretpostavlja da se anatomske strukture međusobno uklapaju. Induced-fit odnosi se na enzimi kao što je kinaza koja mijenja svoju konformaciju da tvori kompleks enzim-ligand. U enzimskim defektima, na princip inducirane prilagodbe mogu utjecati perturbacije.
Što je inducirano prilagođavanje?
Postoji obvezujuća specifičnost između enzimi i podloge. Ova specifičnost vezanja podrazumijeva princip zaključavanja i ključa. Poseban oblik principa zaključavanja i ključa prisutan je kod induciranog postavljanja. Mnogi procesi u tijelu funkcioniraju prema principu zaključavanja i ključa ili ruku u rukavici. To se primjerice odnosi na zglobne zglobova. Zglob glava zahvaća se u zglobnoj čahuri poput ključa u bravi ili ruke u rukavicama. Vrata se ne otvaraju sve dok ključ ne stane točno u bravu. U istom kontekstu, određene funkcije tijela otvaraju se samo kada se strukture točno uklapaju. Poseban oblik principa zaključavanja je Induced-fit. Ovo je teorija za stvaranje kompleksa protein-ligand, kao što je kompleks enzim-supstrat u kontekstu reakcija kataliziranih enzimima. Daniel E. Koshland smatra se prvim koji je opisao teoriju i prvi ju je postulirao 1958. Za razliku od principa zaključavanja i ključa, teorija inducirane prilagodbe ne pretpostavlja dvije statičke strukture. Stoga, posebno u slučaju kompleksa protein-ligand, samo konformacijska promjena uključenog proteina treba omogućiti kompleksu da nastane. Koshland je ligand i protein, ili bolji enzim, smatrao dinamičnim i govorio interakcije koja potiče oba partnera, radi složene formacije, da prođu kroz konformacijsku promjenu.
Funkcija i zadatak
Postoji obvezujuća specifičnost između enzimi i podloge. Ova specifičnost vezanja podrazumijeva princip zaključavanja i ključa. Svaki enzim nosi aktivno mjesto. Ovaj je centar oblikovan tako da tvori kompleks s ligandom na način koji se gotovo savršeno uklapa u prostorni oblik supstrata koji mu je namijenjen. U mnogim enzimima, međutim, odgovarajuće aktivno mjesto prisutno je u manje savršenom obliku sve dok nije vezano za supstrat. Čini se da je ovo opažanje u suprotnosti s principom zaključavanje, jer se u slučaju enzima i njihovih liganada čini da se prvo dogodi podudaranje oblika. Dakle, čim se enzim veže za ligand, intermolekularno interakcije inducirani su. Ovi interakcije na intermolekularnoj razini uzrokuju konformacijsku promjenu enzima. Konformacija se odnosi na različite mogućnosti rasporeda pojedinih atoma molekule koje proizlaze iz jednostavne rotacije oko osi. Dakle, konformacijska promjena enzima odgovara promjeni njihovog prostornog rasporeda molekule i upravo je ono što omogućuje stvaranje kompleksa enzima i supstrata. Na primjer, heksokinaza katalizira kao enzime prvi korak glikolize. Čim ti enzimi naiđu na supstrat glukoza, inducirano prilagođavanje može se promatrati u smislu stvaranja "induciranog prilagođavanja". Enzim heksokinaza fosforilira svoj ligand glukoza na glukozu-6-fosfat uz konzumaciju ATP-a. Struktura voda sliči onome što unutar alkoholne skupine atoma C6 enzim fosforilira tijekom reakcije. Zbog svoje male veličine, voda molekule se mogao vezati na aktivno mjesto enzima, pa bi se proizvela hidroliza ATP. Međutim, inducirano prilagođavanje omogućuje heksokinazi da katalizira glukoza pretvorbe s visokom specifičnošću, pa se hidroliza ATP mora dogoditi u malim razmjerima. Dakle, s mehanizmom induciranog prilagođavanja povećava se specifičnost podloge. Načelo je posebno uočljivo na kinazama u ljudskom organizmu. Inducirano prilagođavanje ne odnosi se na svaki kompleks liganda i receptora, jer u mnogim slučajevima postoje prirodne granice za konformacijsku promjenu oba partnera.
Bolesti i poremećaji
Uznemiren je princip inducirane prilagodbe kod različitih enzimskih defekata. U fenilketonurijuna primjer, enzimi su ograničeni u svojoj aktivnosti ili potpuno propadaju. To je obično zbog genetske greške. U fenilketonuriju, enzim fenilalanin hidroksilaza je neispravan. Fenilalanin se više ne pretvara u tirozin i u skladu s tim se akumulira. Stvaraju se neurotoksične tvari, tako da osim mentalnih retardacija, pacijenti imaju tendenciju napadaja. Defekti enzima obično su genetski uvjetovani i uzrokovani su pogrešno kodiranom aminokiselinskom sekvencom u DNA. Metaboličke bolesti uzrokovane enzimskim defektima i takav poremećeni princip inducirane prilagodbe poznati su kao enzimopatije. Piruvat kinazni nedostaci prisutni su, na primjer, u PKLR s neispravnim kodiranjem gen, Ovaj gen nalazi se na lokusu gena 1q22 kromosoma 1. Poznate su različite mutacije iz alela PKLR piruvat kinaze, koje se pokazuju kao nedostaci u R obliku. Njezina se bolest zauzvrat naziva glikogenoza tip VI i spada u skupinu bolesti skladištenja glikogena. Riječ je o autosomno recesivnom ili X-vezanom nasljednom metaboličkom poremećaju zbog enzimskih defekata. Preciznije, uzrok leži u različitim enzimskim defektima fosforilaze kinaznog sustava unutar jetra i mišiće. U ovom su kontekstu poznati, na primjer, X-vezani fosforilaza-b-kinazni defekt u jetra, defekt fosforilaze jetre autosomno recesivnog nasljeđivanja i kombinirani neuspjeh fosforilaze-b-kinaze unutar jetre i muskulature. U kontekstu jetra fosforilaze, uzročne mutacije lokalizirane su na PYGL gen i tako se nalaze na kromosomu 14q21 do q22. Kombinirani nedostatak fosforilaze jetre i mišića povezan je s mutacijama gena PHKB na lokusu 16q12-q13. Uzročne mutacije gena PHKA2 u lokusu Xp22.2-p22.1 identificirane su za defekt X-povezane jetre fosforilaze kinaze. Druge glikogenoze također mogu ukinuti ili zakomplicirati inducirani učinak odgovarajuće kinaze.
