Ένα αλλοστερικό ένζυμο είναι μια χημική ουσία που εμπλέκεται στη ρύθμιση των κυτταρικών διεργασιών. Αυτά τα ένζυμα παίζουν ρόλο στο μεταβολισμό των κυττάρων καταλύοντας διάφορα γεγονότα, όπως άλλα ένζυμα, και μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για τον έλεγχο του ρυθμού του μεταβολισμού. Χρησιμοποιούνται από το κύτταρο για να διατηρήσουν υψηλή απόδοση λειτουργίας και για να αποτρέψουν τη σπατάλη ενέργειας και την περιττή παραγωγή μέσα στο κύτταρο. Οι ερευνητές που τα μελετούν συχνά συνεργάζονται με βακτήρια όπως το Escherichia coli για να μάθουν περισσότερα για το πώς λειτουργούν αυτά τα ένζυμα και τι συμβαίνει όταν αλλάζει η δομή τους.
Η λειτουργία των ενζύμων μπορεί να αλλάξει με τη δέσμευση αναστολέων ή ενεργοποιητών στη δραστική θέση του ενζύμου. Με τα αλλοστερικά ένζυμα, οι αναστολείς ή ενεργοποιητές, γνωστοί επίσης ως τελεστές ή ρυθμιστικά μόρια, συνδέονται στην πραγματικότητα σε διαφορετική θέση στο ένζυμο. Αυτό αλλάζει τη δομή του ενζύμου, μεταβάλλοντας κατά συνέπεια τη λειτουργία του.
Όταν ένας αναστολέας συνδέεται με ένα αλλοστερικό ένζυμο, το ένζυμο ουσιαστικά απενεργοποιείται και δεν είναι πλέον σε θέση να λειτουργήσει στο σώμα. Οι ενεργοποιητές, από την άλλη πλευρά, ενεργοποιούν το ένζυμο έτσι ώστε να μπορεί να εκτελέσει μια λειτουργία. Τα μόρια του ρυθμιστή μπορούν να αποκολληθούν όπως απαιτείται. Χρησιμοποιώντας αυτό το σύστημα, τα κύτταρα μπορούν να ρυθμίσουν τη δραστηριότητα των ενζύμων ως απόκριση σε μεταβαλλόμενες καταστάσεις, ενεργοποιώντας τα ένζυμα όπως απαιτείται και απενεργοποιώντας τα όταν δεν θέλουν να λειτουργήσουν.
Η θέση δέσμευσης όπου προσκολλάται ένα μόριο ρυθμιστή είναι γνωστή ως η αλλοστερική θέση στο ένζυμο. Η αλλοστερική ρύθμιση των ενζύμων περιλαμβάνει έναν αριθμό διαφορετικών μορίων που μπορούν να χωρέσουν σε αυτό το σημείο, όπως τα κλειδιά που χωράνε σε μια κλειδαριά. Με την αναστολή, το ένζυμο διατηρείται έτσι ώστε να είναι έτοιμο όταν χρειάζεται, αλλά δεν θα λειτουργήσει πριν απαιτηθεί, και με την ενεργοποίηση, κλωτσείται στο γρανάζι έτσι ώστε να μπορεί να εκτελέσει μια επιθυμητή μεταβολική λειτουργία. Το σώμα εξισορροπεί τον αριθμό των ενεργών και ανενεργών ενζύμων για να ρυθμίσει μια μεγάλη ποικιλία βιολογικών διεργασιών.
Εκτός από τη χρήση από τον οργανισμό, τα αλλοστερικά ένζυμα μπορούν επίσης να αξιοποιηθούν από γιατρό. Η στόχευση της θέσης δέσμευσης σε κάποιον θα μπορούσε να επιτρέψει τη μοναδική χορήγηση φαρμάκου για να αλλάξει το σχήμα, και επομένως τη λειτουργία, ενός ενζύμου. Η αλλοστερική διαμόρφωση θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη θεραπεία ορισμένων ιατρικών καταστάσεων με επακριβώς στοχευμένη θεραπεία που μπορεί να προκαλέσει λιγότερες παρενέργειες και άλλα προβλήματα, επειδή εστιάζει σε ένα συγκεκριμένο ένζυμο μέσα στο σώμα, αντί να στοχεύει μια ευρεία περιοχή.