Активација
Во хемијата и биологијата, активирањето е процес со кој нешто се подготвува или ексцитира за последователна реакција.
Хемија
[уреди | уреди извор]Во хемијата, „активација“ се однесува на реверзибилна транзиција на молекула без промена на хемиската или физичката состојба, при што е по склона да подложи на одредена хемиска реакција. Така, активирањето е концептуално спротивно на инхибиција, во која резултантната состојба покажува намалена склоност да се подложи на одредена реакција.
Енергијата на активирање[1] ја одредува количината на слободна енергија што реактантите мора да ја поседуваат (покрај нивната енергија на мирување) за да го започнат своето претворање во соодветни производи - односно, за да ја достигнат преодната состојба за реакцијата. Енергијата потребна за активирање може да биде доста мала и често се обезбедува од природните термички флуктуации на самите молекули (т.е. без никакви надворешни извори на енергија).
Гранката на хемијата што се занимава со оваа тема се нарекува хемиска кинетика.
Биологија
[уреди | уреди извор]Биохемија
[уреди | уреди извор]Во биохемијата, активирањето, поточно наречено биоактивација, е процес кога ензимите или другите биолошки активни молекули стекнуваат способност да ја извршуваат својата биолошка функција, како што се претворање на неактивни зимогени (проензими) во активни ензими кои се способни да ги катализираат реакциите на нивните супстрати во производи. Биоактивацијата може да се однесува и на процесот каде што неактивните пролекови се претвораат во нивните активни метаболити или токсичноста на протоксините во вистински токсини. Дополнително, одредени ензими или пептиди се подложуваат на биоактивација преку протеолитичко расцепување.[2]
Ензимот може да биде реверзибилно или иреверзибилно биоактивиран. Главен механизам на неповратна биоактивација е кога дел од протеин се отсекува со расцепување (протеолиза), создавајќи ензим кој потоа ќе остане активен. Главен механизам на реверзибилна биоактивација е презентација на супстрат каде што ензимот се транслоцира во близина на својот супстрат. Друга реверзибилна реакција е кога кофакторот се врзува за ензим, кој потоа останува активен додека кофакторот е врзан и престанува да биде активен кога кофакторот ќе се отстрани.
Во синтезата на протеини, аминокиселините се пренесуваат преку молекули на трансферна РНК (тРНК) и се додаваат на растечкиот полипептиден ланец на рибозомот. За да се пренесат аминокиселините во рибозомот, тРНК прво мора да се ковалентно поврзани со аминокиселината преку нивниот 3' CCA терминал. Ова врзување е катализирано од аминоацил-тРНК синтетаза (aaRS) и бара молекула на ATP. Аминокиселината врзана за тРНК се нарекува аминоацил-тРНК и се смета за активирана молекула во протеинската транслација. Откако ќе се активира, аминоацил-тРНК може да се пресели во рибозомот и да ја додаде аминокиселината во растечкиот полипептиден ланец.[3]
Имунологија
[уреди | уреди извор]Во имунологијата, активирањето е транзиција на леукоцитите и другите типови клетки вклучени во имунолошкиот систем. Од друга страна, деактивацијата е транзиција во обратна насока. Оваа рамнотежа е строго регулирана, бидејќи премалиот степен на активирање предизвикува подложност на инфекции, додека, од друга страна, преголемиот степен на активирање предизвикува автоимуни заболувања.
Активацијата и деактивацијата се резултат на различни фактори, вклучувајќи цитокини, растворливи рецептори, метаболити на арахидонска киселина, стероиди, антагонисти на рецептори, молекули на адхезија, бактериски производи и вирусни производи.
Електрофизиологија
[уреди | уреди извор]Активацијата во електрофизиологијата се однесува на отворањето на јонските канали, т.е. конформациската промена во структурата на протеините што им овозможува на јоните да минуваат низ јонските канали.[4] Оваа промена им овозможува на специфични јони (Na⁺, K⁺,Ca²⁺ или Cl⁻) да минуваат низ различните канали според нивните уникатни електрохемиски градиенти. Отворањето на јонските канали е предизвикано од стимули како што се промени во мембранскиот напон (канали зависни од напон), врзување на лигандот (канали зависни од лиганд), механички сили (механосензитивни канали) или интрацелуларни сигнални молекули. Дисрегулацијата на јонските канали може да доведе до разни каналопатии (епилепсија, синдром на долг QT, цистична фиброза).[5][6]
Наводи
[уреди | уреди извор]- ↑ „The Activation Energy of Chemical Reactions“. Department of Chemistry, Purdue University.
- ↑ Klein, Theo; Eckhard, Ulrich; Dufour, Antoine; Solis, Nestor; Overall, Christopher M. (2018-02-14). „Proteolytic Cleavage—Mechanisms, Function, and "Omic" Approaches for a Near-Ubiquitous Posttranslational Modification“. Chemical Reviews. 118 (3): 1137–1168. doi:10.1021/acs.chemrev.7b00120. ISSN 0009-2665. PMID 29265812.
- ↑ „Aminoacyl tRNA synthetases and their connections to disease“. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 105 (32): 11043–9. August 2008. Bibcode:2008PNAS..10511043P. doi:10.1073/pnas.0802862105. PMC 2516211. PMID 18682559.
- ↑ Alberts, Bruce; Johnson, Alexander; Lewis, Julian; Raff, Martin; Roberts, Keith; Walter, Peter (2002), „Ion Channels and the Electrical Properties of Membranes“, Molecular Biology of the Cell. 4th edition (англиски), Garland Science, Посетено на 2025-10-14
- ↑ D'Adamo, Maria Cristina; Liantonio, Antonella; Rolland, Jean-Francois; Pessia, Mauro; Imbrici, Paola (2020-04-22). „Kv1.1 Channelopathies: Pathophysiological Mechanisms and Therapeutic Approaches“. International Journal of Molecular Sciences. 21 (8): 2935. doi:10.3390/ijms21082935. ISSN 1422-0067. PMC 7215777. PMID 32331416.
- ↑ Dixon, Rose E.; Navedo, Manuel F.; Binder, Marc D.; Santana, L. Fernando (2022-07-01). „Mechanisms and physiological implications of cooperative gating of clustered ion channels“. Physiological Reviews. 102 (3): 1159–1210. doi:10.1152/physrev.00022.2021. ISSN 1522-1210.