Cтраница 2
Поскольку популяция клеток продолжает расти и делиться, удельная активность оставшихся гистидинсинтези-рующих ферментов снижается. Выключение синтеза ферментов, ответственных за образование гистидина, вызванное добавлением гистидина, называется репрессией ферментов. Репрессия, так же как и индукция, представляет собой отражение принципа клеточной экономии: как только ферменты биосинтеза гистидина больше не требуются, они перестают вырабатываться. В большинстве случаев репрессия ферментов затрагивает ферменты, участвующие в биосинтезе, особенно в биосинтезе аминокислот. [16]
Сходным образом осуществляется регуляция О.в. на уровне биосинтеза ферментов. Примером регуляции при помощи положит, прямой связи может служить в данном случае управление расщеплением лактозы. Появление в среде лактозы инактивирует у бактерии ЕзсЬепсЫа соП соответствующий репрессор и тем самым разрешает транскрипцию оперона, кодирующего ферменты, катализирующие расщепление лактозы. Пример регуляции при помощи отрицат. Избыток гисти-дина активирует репрессор, ингибирующий транскрипцию оперона, кодирующего ферменты биосинтеза гистидина. Если репрессор и белки, синтез к-рых он подавляет, кодируются одним опероном, то отрицат. Такой механизм регуляции позволяет синтезировать белок в строгом соответствии с потребностью в нем на данном этапе существования организма. [17]
Мутант Salmonella typhimurium быстро растет в присутствии гистидина, но его рост сильно замедляется, если не добавлять эту аминокислоту в среду извне. Но как только количество гистидина в среде падает и рост клетки замедляется, начинается синтез относительно больших количеств всех четырех ферментов, осуществляющих биосинтез гистидина. В то же время количество глутамат-дегидрогеназы, непосредственно не связанной с метаболизмом гистидина, остается неизменным. В предыдущих примерах катаболические ферменты индуцировались добавлением бензойной кислоты или лактозы; в этом же случае репрессия анаболических ферментов осуществляется в присутствии гистидина, а дерепрессия - в его отсутствие. [18]
Биосинтез белков является объектом генетического контроля. В бактериях, во всяком случае, он проявляется на уровне синтеза информационной РНК посредством взаимодействия особого ( ре-гуляторного) белка со специфическим участком ДНК ( см. часть 22 и разд. Детали этих механизмов контроля не важны и контексте данного раздела. Важным моментом является факт, что существуют механизмы регуляции концентрации ферментов на определенном метаболитическом пути посредством конечного продукта этого пути. Так, в бактериальных системах хорошо изучены индуцируемые ферменты. Пока субстраты этих ферментов присутствуют в среде, биосинтеза ферментов не происходит. Часто синтез нескольких ферментов какого-либо одного метаболи-тического пути индуцируется присутствием субстрата первого фермента этого пути. Индукция субстратом, таким образом, представляет собой механизм повышения концентрации системы ферментов по мере появления рабочей необходимости. Соответствующий механизм, понижающий избыточную концентрацию фермента, если последний или система ферментов производит слишком большие количества определенного метаболита, получил название репрессии по принципу обратной связи. Классическим примером этого механизма является ингибирование биосинтеза гистидина в Salmonella typhimurium высокими концентрациями гистидина. [19]