Indutseeritud sobivuse teooria sai alguse Koshlandist ja vastab luku ja võtme põhimõtte laiendusele, mis eeldab, et anatoomilised struktuurid sobivad kokku. Indutseeritud sobivus viitab ensüümide nagu kinaas, mis muudab oma konformatsiooni, moodustades ensüümi-ligandi kompleksi. Ensüümidefektide korral võivad häired mõjutada indutseeritud sobivuse põhimõtet.
Mis on indutseeritud sobivus?
Nende vahel on siduv spetsiifika ensüümide ja substraadid. See siduv spetsiifika eeldab luku ja võtme põhimõtet. Spetsiaalne lukustus-võti-põhimõtte vorm on indutseeritud sobivusega. Paljud kehas toimivad protsessid toimivad vastavalt lukustuse ja võtme või kinda kätte põhimõttele. See kehtib näiteks liigendatud kohta liigesed. Liigend juhataja haakub liigendpesasse nagu võti lukus või käsi kindas. Uks ei avane enne, kui võti täpselt lukku sobib. Samas kontekstis avanevad keha teatud funktsioonid ainult siis, kui struktuurid sobivad täpselt kokku. Spetsiaalse võtmega lukustusprintsiibi vorm on Induced-fit. See on teooria valgu-ligandi komplekside, näiteks ensüümi-substraadi kompleksi moodustamiseks ensüümide katalüüsitud reaktsioonide kontekstis. Esimesena kirjeldas teooriat Daniel E. Koshlandi ja postuleeris selle esmakordselt aastal 1958. Erinevalt luku ja võtme põhimõttest ei eelda indutseeritud sobivuse teooria kahte staatilist struktuuri. Seega, eriti valgu-ligandi komplekside puhul, peaks kompleksil moodustumist võimaldama ainult kaasatud valgu konformatsiooniline muutus. Koshland pidas ligandit ja valku ehk paremat ensüümi dünaamiliseks ja kodar vastastikmõjust, mis kutsub kompleksi moodustamise nimel mõlemad partnerid läbi konformatsioonilise muutuse.
Funktsioon ja ülesanne
Nende vahel on siduv spetsiifika ensüümide ja substraadid. See siduv spetsiifika eeldab luku ja võtme põhimõtet. Iga ensüüm kannab aktiivset saiti. See keskus on kujundatud nii, et see moodustab ligandiga kompleksi viisil, mis sobib peaaegu ideaalselt talle mõeldud põhimiku ruumikujuga. Paljudes ensüümides on vastav aktiivne koht aga vähem kui täiuslikus vormis seni, kuni see pole substraadiga seotud. See tähelepanek näib olevat vastuolus lukustuse ja võtme põhimõttega, sest ensüümide ja nende ligandide puhul näib esmalt toimuvat kuju sobitamine. Seega niipea, kui ensüüm kinnitub molekulidevahelisele ligandile interaktsioonid on esile kutsutud. Need interaktsioonid molekulidevahelisel tasandil põhjustavad ensüümi konformatsioonilist muutust. Konformatsioon viitab molekuli üksikute aatomite erinevatele paigutusvõimalustele, mis tulenevad lihtsast pöörlemisest telje ümber. Seega vastab ensüümide konformatsiooniline muutus nende ruumilise paigutuse muutusele molekulid ja see võimaldab kõigepealt moodustada ensüümi-substraadi kompleksi. Näiteks katalüseerib heksokinaas ensüümidena glükolüüsi esimest etappi. Niipea kui need ensüümid kohtuvad substraadiga glükoos, võib indutseeritud sobivust täheldada "indutseeritud sobivuse" moodustumise tähenduses. Ensüüm heksokinaas fosforüülib oma ligandi glükoos glükoos-6-fosfaat ATP tarbimisega. Struktuur vesi sarnaneb C6 aatomi alkoholirühma piires, mida ensüüm reaktsiooni käigus fosforüülib. Väikese suuruse tõttu vesi molekulid võivad kinnituda ensüümi aktiivsesse kohta, seega tekiks ATP hüdrolüüs. Kuid indutseeritud sobivus võimaldab heksokinaasil katalüüsida glükoos muundamine suure spetsiifilisusega, seega peab ATP hüdrolüüs toimuma väikeses mahus. Seega suureneb indutseeritud sobivuse mehhanismiga substraadi spetsiifilisus. Põhimõte on eriti jälgitav inimorganismi kinaaside puhul. Indutseeritud sobivus ei kehti iga ligandi-retseptori kompleksi kohta, sest paljudel juhtudel on mõlema partneri konformatsioonilisel muutusel loomulikud piirid.
Haigused ja häired
Häiritud on indutseeritud sobivuse põhimõte erinevate ensüümidefektide korral. Sisse fenüülketonuurianäiteks ensüümide aktiivsus on piiratud või ebaõnnestub täielikult. Enamasti on see tingitud geneetilisest defektist. Sisse fenüülketonuuria, on ensüüm fenüülalaniinhüdroksülaas defektne. Fenüülalaniin ei muundu enam türosiiniks ja koguneb vastavalt. Neurotoksilised ained tekivad nii, et lisaks vaimsele aeglustumine, patsientidel on kalduvus krampidele. Ensüümidefektid määratakse tavaliselt geneetiliselt ja need on põhjustatud defektselt kodeeritud DNA aminohappejärjestusest. Ensüümidefektidest põhjustatud ainevahetushaigused ja selline häiritud indutseeritud sobivuse põhimõte on tuntud kui ensümopaatiad. Püruvaadi kinaasi defektid esinevad näiteks defektselt kodeerivas PKLR-is geen. see geen asub kromosoomi 1 geenilokuses 22q1. PKLR alleelist on teada erinevad mutatsioonid püruvaat kinaas, mis ilmnevad defektidena R-vormis. Tema haigust nimetatakse omakorda VI tüüpi glükogenoosiks ja see kuulub glükogeeni salvestavate haiguste rühma. See on ensüümi defektidest tingitud autosoomne retsessiivne või X-ga seotud pärilik ainevahetushäire. Täpsemalt öeldes on põhjus fosforülaasi kinaasi süsteemi erinevates ensüümidefektides maks ja lihased. Selles kontekstis on teada näiteks X-seotud fosforülaas-b-kinaasi defekt maks, autosomaalse retsessiivse pärilikkuse maksa fosforülaasi defekt ning fosforülaas-b-kinaasi kombineeritud ebaõnnestumine maksas ja lihases. Kontekstis maks fosforülaas, on põhjuslikud mutatsioonid lokaliseeritud PYGL-is geen ja asuvad seega kromosoomides 14q21 kuni q22. Kombineeritud maksa-lihase fosforülaasi puudulikkus on seotud mutatsioonidega PHKB geenis lookuses 16q12-q13. X-seotud maksa fosforülaasi kinaasi defekti korral on tuvastatud PHKA2 geeni põhjuslikud mutatsioonid lookuses Xp22.2-p22.1. Ka muud glükogenoosid võivad vastava kinaasi indutseeritud sobivuse mõju kaotada või komplitseerida.
