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アロステリー効果とは?

あろすてりーこうか

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アロステリー効果とは、酵素やタンパク質の活性部位とは異なる別の部位(アロステリック部位)に分子が結合することで、そのタンパク質の構造・機能が変化する調節機構のことです。

アロステリー効果(allosteric effect)は、ギリシャ語で「別の(allos)」「立体・空間(stereos)」を意味する言葉に由来します。酵素受容体タンパク質には、基質が結合する活性部位(active site)とは空間的に離れた「アロステリック部位(調節部位)」が存在します。この部位に特定の分子(アロステリックエフェクター)が結合すると、タンパク質全体の立体構造が微妙に変化し、活性部位の形や性質が変わることで酵素活性が増加(正のアロステリー)または減少(負のアロステリー)します。

アロステリー効果の代表的な仕組みは「フィードバック阻害」です。代謝経路の最終産物が増えすぎると、その物質が経路の初段の酵素のアロステリック部位に結合して酵素活性を抑制し、産物の過剰生産を防ぎます。これにより細胞は内部環境を精密に調節できます。

よく知られた例としてヘモグロビンがあります。ヘモグロビンは厳密には酵素ではありませんが、酸素が1か所のサブユニットに結合すると他のサブユニットの酸素親和性が高まるという協同性(コープ効果)はアロステリー的な構造変化によります。

創薬への応用も広がっています。

  • 活性部位への競合を避けたアロステリック阻害剤の開発
  • 選択性が高く副作用の少ない薬の設計
  • がん・神経疾患・感染症治療薬の研究

使い方・例文

細胞内でATPが過剰になると、解糖系の酵素ホスホフルクトキナーゼのアロステリック部位にATPが結合し、酵素活性が低下してグルコースの分解が抑制されます。これがアロステリー効果による典型的なフィードバック制御です。

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