Hormonen kunnen de enzymactiviteit in cellen via verschillende mechanismen veranderen. Hier zijn een paar manieren waarop hormonen de enzymactiviteit kunnen beïnvloeden:

1. Allosterische regulatie: Hormonen kunnen zich binden aan specifieke allosterische plaatsen op enzymen, waardoor conformationele veranderingen ontstaan ​​die de enzymactiviteit kunnen verhogen of verlagen. Het hormoon insuline bindt zich bijvoorbeeld aan allosterische plaatsen op glycogeenfosforylase, een enzym dat betrokken is bij de afbraak van glycogeen. Insulinebinding vermindert de affiniteit van het enzym voor zijn substraat, glucose-1-fosfaat, waardoor de activiteit van glycogeenfosforylase wordt verminderd en de afbraak van glycogeen wordt geremd.

2. Covalente modificatie: Sommige hormonen kunnen covalente modificaties van enzymen veroorzaken, zoals fosforylering, glycosylering of acetylering. Deze wijzigingen kunnen de structuur en activiteit van het enzym veranderen. Het hormoon glucagon stimuleert bijvoorbeeld de productie van cyclisch AMP (cAMP), dat cAMP-afhankelijke proteïnekinase (PKA) activeert. PKA fosforyleert verschillende enzymen, waaronder glycogeensynthase, een enzym dat verantwoordelijk is voor de glycogeensynthese. Fosforylering door PKA inactiveert glycogeensynthase, wat leidt tot verminderde glycogeensynthese.

3. Regulatie van genexpressie: Hormonen kunnen de expressie reguleren van genen die voor specifieke enzymen coderen. Door de niveaus van deze enzymen te veranderen, kunnen hormonen de metabolische routes beïnvloeden. Het hormoon schildklierhormoon verhoogt bijvoorbeeld de transcriptie van genen die coderen voor enzymen die betrokken zijn bij het energiemetabolisme, zoals ATP-synthase en cytochroomoxidase. Dit leidt tot een algehele toename van de cellulaire stofwisseling.

4. Proteolytische activering: Bepaalde hormonen kunnen enzymen activeren door proteolytische splitsing, waardoor inactieve voorlopers in actieve vormen worden omgezet. Een bekend voorbeeld is de activering van zymogeen-pro-enzymen (bijvoorbeeld pepsinogeen, trypsinogeen) in het spijsverteringsstelsel. Hormonen zoals gastrine en cholecystokinine stimuleren de afgifte van deze zymogenen, die vervolgens door proteolytische enzymen in hun actieve vormen worden gesplitst.

5. Regulatie van de enzymsynthese: Hormonen kunnen de synthese van specifieke enzymen controleren door de transcriptie en translatie van de overeenkomstige genen te veranderen. Dit kan leiden tot veranderingen in de overvloed aan enzymen in de cellen en bijgevolg de enzymactiviteit beïnvloeden. Het hormoon oestrogeen reguleert bijvoorbeeld de expressie van het gen dat codeert voor aromatase, een enzym dat verantwoordelijk is voor het omzetten van testosteron in estradiol.

Over het algemeen kunnen hormonen de enzymactiviteit beïnvloeden door allosterische regulatie, covalente modificaties, genexpressieregulatie, proteolytische activering en modulatie van de enzymsynthese. Deze mechanismen zorgen ervoor dat hormonen controle kunnen uitoefenen over verschillende cellulaire processen en de fysiologische homeostase kunnen handhaven.