Cтраница 3
В настоящее время информация, полученная при прямом ис-ледовании такого рода ферментов, главным образом вытекает из [ зучения ЯМР-спектров пируваткарбоксилазы из печени цыплен -: а. Эти ( сследования рассмотрены в работах [203, 204], здесь же приведено только краткое их изложение. Изучение скоростей релакса-ции для взаимодействия Мп2 - протоны воды [76] ( разд. Этот харак-ер участия марганца в реакции пируваткарбоксилазы подтвер-кдается изучением влияния связанного иона металла на скорости щерной магнитной релаксации протонов пирувата и оксалоацета - а. [31]
Калий необходим не только как питательный элемент, но и как стимулятор размножения дрожжей. Стимулирующее действие объясняется его существенной ролью в окислительном фос-форилпровании и в процессах гликолиза. Движение неорганического фосфора внутрь клетки специфично стимулируется калием. Калин активирует дрожжевую альдолазу, необходим для действия фермента пируваткарбоксилазы и влияет, так же как азот и сера, на липидный обмен дрожжевых клеток. [32]
Участие и роль связанных ионов металла в процессе переноса СО2 от промежуточного комплекса фермент - биотин - СО2 на карбоксильный акцептор [ реакция ( 12) ] обсуждались в разд. К настоящему времени роль М2 в реакции ( 12) однозначно не определена. Было показано образование диссоциируемого комплекса Мп2 - пируваткарбоксила-за. Этот комплекс проявляет эффект усиления СРП, однако значение его в кинетике реакции не определено, поскольку он содержит 2 - 3 Мп2 на остаток биотина. Учитывая то, что Са2 является конкурирующим ингибитором пируваткарбоксилазы по отношению к Мп2 [372], нельзя, по-видимому, объяснить роль М2 в реакции ( 12) участием его в комплексах Е - АТФ-М2 или Е - М2 - АТФ. В этой ситуации интерпретация данных магнитного резонанса и данных ингибирования Са2 представляет собой нелегкую задачу. [33]
Полипептидный гормон инсулин образуется в В-клетках островков Лаигер-ганса. Инсулин снижает содержание сахара в крови. В общем инсулин повышает проницаемость клеток для глюкозы, а также для аминокислот, липидов и ионов калии. Инсулин влииет как на активацию гликогенсинтетазы, так и на индукцию глюкокииазы и фосфофруктокиназы. Он стимулирует синтез гликогена и белков. Кроме снижения липолиза ингибируется образование пируваткарбоксилазы и фруктозодифосфатазы. Удовлетворительная интерпретации такого многостороннего действия на молекулярном уровне в настоищее время еще невозможна. Типичным симптомом инсулиновой недостаточности является развитие диабета Diabetes mellitus, о происхождении которого известно относительно мало. Эта болезнь объясняется понижением функции В-клеток, причина которого лежит на генетическом уровне. В основе другой формы диабета juvenilen Diabetes лежит вирусное заболевание. Известная также редкая форма диабета, при которой в организме присутствует достаточное количество или даже избыток инсулина. В этом случае, очевидно, блокиру-етси необходимое дли действии инсулина гормон-рецепторное взаимодействие. Невыясненная проблема диабета требует напряженных усилий исследователей, как медиков, так и фармакологов, тем более что в связи с повышающимся уровнем жизни и связанным с этим перееданием и малой подвижностью отмечается повышение частотности заболеваемости. [34]
Сам по себе субстрат обладает рядом особенностей, по-видимому, не слишком благоприятных для его эффективного связывания. Во-первых, его молекула мала и не обладает развитой стереохимической структурой; поэтому у нее очень мало групп, способных взаимодействовать с поверхностью фермента. Во-вторых, она лишена электрического заряда. А поскольку при фермент-субстратных взаимодействиях заряд играет обычно важную роль, фермент опять-таки ограничен в своих возможностях притянуть к себе молекулу СО2 и удерживать ее у своей поверхности. Действительно, в других реакциях карбоксилирования ( например, в реакциях пируваткарбоксилазы или ацетил - КоА - карбоксилазы) каталитически активным и предпочитаемым субстратом служит не СО2, а НСОГ; по-видимому, заряд молекулы является необходимым добавочным источником энергии для стабилизации фермент-субстратного комплекса. [35]
Глюконеогенез-это образование нового сахара из неуглеводных предшественников, среди которых наибольшее значение имеют пируват, лактат, промежуточные продукты цикла лимонной кислоты и многие аминокислоты. Подобно всем прочим биосинтетическим путям, ферментативный путь глюконеоге-неза не идентичен соответствующему катаболическому пути, регулируется независимо от него и требует расхода химической энергии в форме АТР. Синтез глюкозы из пирувата происходит у позвоночных главным образом в печени и отчасти в почках. На этом биосинтетическом пути используются семь ферментов, участвующих в гликолизе; они функционируют обратимо и присутствуют в большом избытке. Однако на гликоли-тическом пути, т.е. на пути вниз, имеются также три необратимые стадии, которые не могут использоваться в глю-конеогенезе. В этих пунктах глюконеоге-нез идет в обход гликолитического пути, за счет других реакций, катализируемых другими ферментами. Первый обходный путь-это превращение пирувата в фос-фоенолпируват через оксалоацетат; второй-это дефосфорилирование фрукто-зо-1 6-дифосфата, катализируемое фрук-тозодифосфатазой, и, наконец, третий обходный путь-это дефосфорилирование глюкозо-6 - фосфата, катализируемое глюкозо-6 - фосфатазой. На каждую молекулу D-глюкозы, образующуюся из пирувата, расходуются концевые фосфатные группы четырех молекул АТР и двух молекул GTP. Регулируется глкжонеоге-нез через две главные стадии: 1) кар-боксилирование пирувата, катализируемое пируваткарбоксилазой, которая активируется аллостерическим эффектором ацетил - СоА, и 2) дефосфорилирование фруктозо-1 6-дифосфата, катализируемое фруктозодифосфатазой, которая ингибируется AMP и активируется цитратом. [36]