Típicamente, una ruta tendrá al menos uno o dos pasos catalizados por una enzima que está regulada alostéricamente. Digamos que es una vía catabólica, como la glucólisis o el ciclo de ácido cítrico. Las vías catabólicas descomponen las moléculas “alimentarias” (como la glucosa) para proporcionar energía a la célula. Por lo tanto, cabría esperar que los altos niveles de ATP frenarían o detendrían una vía catabólica, porque esa es la función de la vía, lo que genera más ATP. Por lo general, el paso con la enzima alostérica es un paso funcionalmente irreversible.
Los altos niveles de ATP inhibirán la enzima. En la glucólisis, la etapa de control de la velocidad es PFK-1, fosfofructoquinasa. Una enzima “quinasa” usa ATP para poner un fosfato en su sustrato (en este caso, fructosa-6-fosfato). Entonces, la misma enzima tiene ATP como material de partida y como inhibidor. A baja concentración, solo los sitios catalíticos “ven” el ATP, pero a concentraciones más altas los sitios inhibidores se unen al ATP y hacen que la enzima disminuya la velocidad o se detenga. Hay más niveles de complejidad en este ejemplo, pero es necesario realizar un curso de bioquímica para comprenderlo realmente.
En el Ciclo de Ácido Cítrico, se produce algo de ATP directamente, pero la mayoría se produce cuando la ruta produce cofactores redox reducidos como NADH y FADH2. Por lo tanto, tanto el ATP como el NADH actúan como inhibidores alostéricos de las enzimas sensibles, y el ADP (una señal de baja carga de energía) actúa como estimulador de una enzima.
Si la vía es sintética y produce “X” como producto final, verá la inhibición de la retroalimentación, donde los niveles altos de “X” inhiben un primer paso en la ruta para evitar el esfuerzo desperdiciado cuando se ha producido suficiente “X”.
Todas las vías metabólicas se autorregulan de manera similar.
