Rегулаторните функции на белтъците могат да бъдат разделени на две категории: ензимни и неензимни.
Ензимно регулиране
Ензимите са протеини, които катализират биохимичните реакции в клетката. Ензимната регулация включва контрол на ензимната активност чрез различни механизми, като алостерична регулация, посттранслационна модификация и протеолиза.
Алостеричната регулация включва свързването на малки молекули или йони със специфични места в ензима, наречени алостерични места, които могат да активират или инхибират ензимната активност. Например свързването на АТФ с алостеричното място на фосфофруктокиназата, ензим, участващ в гликолизата, активира ензима, докато свързването на цитрат го инхибира.
Посттранслационната модификация включва добавянето или премахването на химически групи, като фосфатни, метилови или ацетилови групи, към специфични аминокиселинни остатъци на ензима, което може да активира или инхибира ензимната активност. Например фосфорилирането на серинови или треонови остатъци на ензима гликогенфосфорилаза активира ензима, докато фосфорилирането на тирозинови остатъци на ензима инсулинов рецептор инхибира неговата активност.
Протеолизата включва разцепването на ензима от специфични протеази, които могат да активират или инхибират активността на ензима. Например разцепването на ензима проинсулин от протеазата фурин го превръща в активния хормон инсулин.
Неензимно регулиране
Протеините играят важна роля и в регулирането на клетъчните процеси чрез неензимни механизми, като например генна регулация, предаване на сигнали и белтъчно-белтъчни взаимодействия.
Генната регулация включва контрол на генната експресия от специфични протеини, като например транскрипционни фактори, които се свързват със специфични ДНК последователности и активират или потискат генната транскрипция. Например свързването на транскрипционния фактор естрогенов рецептор със специфични ДНК последователности активира експресията на естроген-отговорни гени.
Трансдукцията на сигнали включва предаването на сигнали между клетките или вътре в клетките чрез специфични протеини, като рецептори и кинази, които активират или инхибират сигнални пътища надолу по веригата. Например свързването на хормона инсулин с неговия рецептор активира сигналния път надолу по веригата, който регулира усвояването на глюкозата и метаболизма.
Белтъчно-белтъчните взаимодействия включват свързването на белтъци с други белтъци, за да се регулира тяхната активност, локализация или стабилност. Например свързването на белтъка p53 с белтъка MDM2 инхибира разграждането на p53 и активира неговата туморосупресорна функция.
В заключение, белтъците играят решаваща роля в регулирането на клетъчните процеси чрез ензимни и неензимни механизми. Разбирането на тези механизми е от съществено значение за разбирането на сложните процеси, които протичат в клетките и организмите, и за разработването на нови терапии и начини за лечение на различни заболявания и разстройства.