¿Son todas las enzimas con múltiples sitios de unión alostéricos?

No en realidad no. Hay muchas enzimas que son multímeros (dímeros, los octómeros son bastante comunes), lo que significa que sus estructuras cuaternarias son múltiplos de un solo polipéptido, cada unidad de la cual tiene su propia unión y sitios enzimáticamente activos.

Por ejemplo, el componente E1 de la piruvato deshidrogenasa humana (PDK), que transforma el piruvato producido por la glucólisis en acetil-CoA, es un tetrámero: tiene 2 subunidades alfa y 2 beta. Cada subunidad E1 tiene dos sitios catalíticos (activos), cada uno con su ranura de unión independiente.

Sin embargo, para hacer las cosas aún más divertidas, cada E1 puede ser fosforilada (no en el sitio activo) lo que apaga la actividad enzimática. Nota: Algunos, sin embargo, no consideran que la fosforilación sea una influencia alostérica porque se produce a través de un enlace covalente con PO4 en ciertos residuos de AA. La regulación alostérica “pura” se basa en “unión” en lugar de “unión”. Reconozco la diferencia, pero no segrego mucho los dos mecanismos reguladores.

Excelente pregunta, pero creo que la respuesta es no. Las interacciones enzima-ligando generalmente pueden describirse como positivamente cooperativas, negativamente cooperativas o no cooperativas basadas en la activación, desactivación o falta de efecto en el sitio activo de la enzima tras la unión del ligando o sustrato. Las enzimas alostéricas pueden cooperar positivamente o cooperar negativamente, lo que significa que la unión del ligando a un sitio alostérico (sitio no activo) o el sustrato que se une a una subunidad catalítica de una enzima del sitio activo múltiple induce un cambio en la especificidad o actividad de uno o más sitios activos en la enzima [1]. En su pregunta, una enzima con múltiples sitios activos que no se considera alostérico sería una enzima con múltiples sitios activos no cooperativos independientes, que en su mayoría describe proteínas multiméricas en las que las subunidades catalíticas son idénticas pero en gran parte independientes. El ejemplo proporcionado por Steven Silz-Carson es apropiado, y ejemplos adicionales de enzimas que muestran sitios activos no cooperativos incluyen alfa cetoglutarato deshidrogenasa, que cataliza la reacción α-cetoglutarato + NAD + + CoA → Succinil CoA + CO2 + NADH [2] y filamentos mutantes Z sensibles a la temperatura (FtsZ), que la literatura sugiere que contiene múltiples sitios de GTPasa independientes [3]. La cinética de enzimas con múltiples sitios activos independientes se puede describir usando Michaelis-Menten (MM) ecuaciones cinéticas [4], mientras que las enzimas alostéricas generalmente no obedecen a la cinética del MM [5].

Gracias por el A2A!

Referencias

[1] Enzimas

[2] Las peculiaridades estructurales y funcionales de la alfa-cetoglutarato deshidrogenasa con sitios activos que no interactúan.

[3] http://www.sciencedirect.com/sci

[4] PRINCIPIOS DE TECNOLOGÍA ENZIMÁTICA

[5] El modelo de Michaelis-Menten explica las propiedades cinéticas de muchas enzimas

Es difícil decirlo con certeza, pero es muy probable que sí, podemos decir que todas las enzimas alostéricas requieren múltiples sitios de unión, pero es muy difícil concluir que la otra forma es cierta (ya que nunca sabemos cómo la naturaleza nos arrojaría otras cosas extrañas).