térhelyzeti szabályozás* allosteric regulation az enzimnek vagy más ily módon szabályozható fehérjének a szabályozóhelyhez kapcsolódó molekula által előidézett térhelyzeti változása, amely serkentheti vagy gátolhatja az adott fehérje működését. A fokozást kiváltó molekula a térhelyzeti serkentő* (allosteric activator), a gátlást okozó a térhelyzeti gátló* (allosteric inhibitor) molekula.

A szabályozóhelyhez kapcsolódó molekula csak egy irányban hat: vagy serkent, vagy gátol. Enzimek esetében a serkentés általában a vegylet kapcsolódását mozdítja elő, pl. bizonyos enzimek hatáshelyét lefedi az enzim egyik szerkezeti eleme, de amikor szabályozóhelyhez kötődik molekula, a térszerkezet úgy változik, hogy a hatáshely szabaddá válik, és kötődhet hozzá a vegylet. Előfordul az is, hogy hatóegység tevékenysége fokozódik (V_max-érték emelése). A gátlás szokásosan a hatáshely változásában nyilvánul meg (fedődhet, változhat a térbeli illeszkedése), ezért az enzim nem képes megkötni a vegyletet.

Az enzimek térhelyzeti szabályozása lehet:

• Visszaható gátlás* (feedback inhibition), amely egy (vagy több együttműködő) enzim hatására képződött termék és az enzim közötti kölcsönhatás eredménye. Ha a termék mennyisége meghaladja a sejt szükségletét, a fölös termék a szabályozóhelyhez kapcsolódva leállítja az enzim működését.

Jellegzetes a visszajelzési szabályozás a többenzimes folyamatoknál: a folyamat végterméke vagy valamelyik köztiterméke az első enzimhez kötődve fékezi az enzimsort.

• A vegyletes térhelyzeti szabályozás* (homotropic allosteric regulation) a vegylet és az enzim közötti szabályozás: a vegylet egyúttal szabályozhat is úgy, hogy a szabályozóhelyhez is kötődhet.

• Másmolekulás térhelyzeti szabályozás* (heterotropic allosteric regulation) a szabályozóhely és olyan molekula kölcsönhatása, amely nem a termék, de nem is a vegylet. Ezt a szabályozómolekulát ezért nevezzük másmolekulának.

▪ Látszólag vetélkedő gátlás*, amely azt jelenti, hogy az egyik kötőhelyhez kapcsolódó molekula kizárja a másik kötőhelyhez való kapcsolódás lehetőségét. Ennek következtében, ha az enzim szabályozóhelyéhez kapcsolódik molekula, az enzim nem képes megkötni a vegyletet, elmarad az enzimhatás; vagy fordítva: a vegylet kapcsolódása akadályozza a másikét. Azért nevezzük a vetélkedést látszólagosnak, mert a molekulák nem ugyanazért a kötőhelyért versengnek.

A fehérjék térhelyzetének megváltoztatása (conformational change) a sejtbiológiai folyamatok egyik leggyakoribb szabályozási formája; a sejtműködés minden formájában meghatározó. Sokszor láncszerűen zajlik, pl. a jelközvetítésben. A jelközvetítés első enzime nem ritkán térhelyzeti szabályozó enzim, amely a serkentő és gátló molekuláinak töménysége alapján érzékeli a környezeti hatásokat, és indítja, gyorsítja, avagy éppen gátolja a jelközvetítést.

A láncfolyamat végterméke is visszahathat az első enzimre: annak szabályozóhelyéhez kapcsolódva gátolja azt (visszaható gátlás); így akadályozza meg, hogy feleslegesen sok végtermék keletkezzék. A láncszerű jelközvetítés gyakorta kétirányú: előfordul, hogy valamelyik molekula, például a végtermék, az egyik irányban gátol, a másikban serkent. Stb.

térszabályozó enzim allosteric enzyme térhelyzeti szabályozással működő, avagy szabályozó térhelyzeti változást kiváltó enzim. Ilyen pl. a G-fehérje-kötő jelfogó, amelynek a térszerkezete megváltozik a jelvivővel kapcsolódva, és ez lehetővé teszi, hogy kötődjék hozzá és tevősödjék a G-fehérje.

szabályozóhely allosteric site a szabályozó molekula kapcsolódásának a helye, máshol van, mint a hatáshely, a fehérjék harmadlagos szerkezete hozza létre. Ha a kötőhelyek más-más polipeptidláncon vannak, a negyedleges térszerkezetnek is szerepe van a szabályozásban. A kötődés a szabályozóhelyekhez ugyanolyan gyenge kötéssel jön létre, mint a vegylet kapcsolásakor, tehát visszafordítható.