Teória indukovaného prispôsobenia pochádza z Koshlandu a zodpovedá rozšíreniu princípu zámky a kľúča, ktorý predpokladá, že anatomické štruktúry do seba zapadajú. Induced-fit odkazuje na enzýmy ako je kináza, ktorá mení svoju konformáciu za vzniku komplexu enzým-ligand. Pri defektoch enzýmu môže byť princíp indukovaného prispôsobenia ovplyvnený poruchami.
Čo je to indukovaný fit?
Medzi nimi je záväzná špecifickosť enzýmy a substráty. Táto záväzná špecifickosť implikuje princíp zámky a kľúča. Špeciálna forma princípu zámky a kľúča je prítomná pri indukovanom uložení. Mnoho procesov v tele funguje podľa princípu zámky a kľúča alebo ruky v rukavici. To platí napríklad pre kĺbové kĺby. Kĺb hlava zapadá do kĺbovej jamky ako kľúč do zámku alebo ruka v rukavici. Dvere sa neotvárajú, kým kľúč presne nezapadne do zámku. V rovnakom kontexte sa určité funkcie tela otvoria iba vtedy, keď štruktúry do seba zapadajú presne. Špeciálnou formou princípu zámku v zámku je indukované uchytenie. Toto je teória na tvorbu komplexov proteín-ligand, ako je napríklad komplex enzým-substrát v kontexte reakcií katalyzovaných enzýmami. Daniel E. Koshland sa považuje za prvého, kto opísal túto teóriu, a prvý ju postuloval v roku 1958. Na rozdiel od princípu zámku a kľúča, teória indukovaného uloženia nepredpokladá dve statické štruktúry. Teda najmä v prípade komplexov proteín-ligand by mala umožniť vznik komplexu iba konformačná zmena zapojeného proteínu. Koshland považoval ligand a proteín, alebo lepšie enzým, za dynamické a prehovoril interakcie, ktorá vedie oboch partnerov, aby v záujme tvorby komplexu prešli konformačnou zmenou.
Funkcia a úloha
Medzi nimi je záväzná špecifickosť enzýmy a substráty. Táto záväzná špecifickosť implikuje princíp zámky a kľúča. Každý enzým nesie aktívne miesto. Tento stred je tvarovaný tak, aby tvoril komplex s ligandom spôsobom, ktorý takmer dokonale zapadá do priestorového tvaru substrátu na to určeného. V mnohých enzýmoch je však príslušné aktívne miesto prítomné v menej než dokonalej forme, pokiaľ nie je viazané na substrát. Zdá sa, že toto pozorovanie je v rozpore s princípom zámky a zámky, pretože v prípade enzýmov a ich ligandov sa zdá, že najskôr dôjde k zhode tvaru. Akonáhle sa teda enzým pripojí k ligandu, intermolekulárne interakcie sú indukované. Títo interakcie na intermolekulárnej úrovni spôsobujú konformačnú zmenu enzýmu. Konformácia označuje rôzne možnosti usporiadania jednotlivých atómov molekuly, ktoré sú výsledkom jednoduchej rotácie okolo osi. Konformačná zmena enzýmov teda zodpovedá zmene ich priestorového usporiadania molekuly a to je to, čo umožňuje predovšetkým tvorbu komplexu enzým-substrát. Napríklad hexokináza katalyzuje ako enzýmy prvý krok glykolýzy. Akonáhle sa tieto enzýmy stretnú so substrátom glukóza, indukovaný záchvat možno pozorovať v zmysle vytvorenia „indukovaného záchvatu“. Enzým hexokináza fosforyluje svoj ligand glukóza na glukózu-6-fosfát so spotrebou ATP. Štruktúra voda pripomína to, že v rámci alkoholovej skupiny atómu C6 enzým počas reakcie fosforyluje. Pre svoju malú veľkosť voda molekuly by sa mohli pripojiť k aktívnemu miestu enzýmu, takže by došlo k hydrolýze ATP. Avšak indukované prispôsobenie umožňuje hexokináze katalyzovať glukóza konverzia s vysokou špecifickosťou, takže hydrolýza ATP musí prebiehať v malom rozsahu. S mechanizmom indukovaného prispôsobenia sa teda zvyšuje špecificita substrátu. Tento princíp je možné pozorovať najmä na kinázach v ľudskom organizme. Induced-fit neplatí pre každý komplex ligand-receptor, pretože v mnohých prípadoch existujú prirodzené limity pre konformačné zmeny oboch partnerov.
Choroby a poruchy
Narušený je princíp indukovaného prispôsobenia pri rôznych defektoch enzýmu. V fenylketonúrianapríklad enzýmy majú obmedzenú aktivitu alebo úplne zlyhajú. Spravidla je to kvôli genetickej chybe. V fenylketonúriaje enzým fenylalanínhydroxyláza poškodený. Fenylalanín sa už nemení na tyrozín a podľa toho sa hromadí. Vyrábajú sa neurotoxické látky, takže okrem mentálnych retardácia, pacienti majú sklon k záchvatom. Enzýmové defekty sú zvyčajne geneticky podmienené a sú spôsobené defektne kódovanou aminokyselinovou sekvenciou v DNA. Metabolické choroby spôsobené defektmi enzýmov a taký narušený princíp indukovaného fitovania sú známe ako enzymopatie. Pyruvát defekty kinázy sú prítomné napríklad v chybne kódujúcom PKLR gen. To gen sa nachádza na lokusu génu 1q22 chromozómu 1. Z alely PKLR z pyruvát kináza, ktoré sa prejavujú ako defekty vo forme R. Jej choroba sa zase nazýva glykogenóza typu VI a patrí do skupiny chorôb ukladania glykogénu. Je to autozomálne recesívna alebo X viazaná dedičná metabolická porucha spôsobená defektmi enzýmov. Presnejšie, príčina spočíva v rôznych defektoch enzýmov systému fosforylázy kinázy vo vnútri pečeň a svaly. V tejto súvislosti sú známe napríklad defekty X-viazanej fosforylázy-b-kinázy v pečeň, porucha fosforylázy pečene autozomálne recesívneho dedičstva a kombinované zlyhanie fosforylázy-b-kinázy v pečeni a svalovine. V kontexte pečeň fosforylázy, boli príčinné mutácie lokalizované na PYGL gen a sú tak umiestnené na chromozóme 14q21 až q22. Kombinovaný nedostatok fosforylázy pečeň - sval je spojený s mutáciami v géne PHKB na mieste 16q12-q13. Boli identifikované príčinné mutácie v géne PHKA2 v mieste Xp22.2-p22.1 pre defekt kinázy pečeňovej fosforylázy viazaný na X. Iné glykogenózy môžu tiež zrušiť alebo skomplikovať účinok indukovaného prispôsobenia zodpovedajúcej kinázy.
