Cтраница 2
Адаптация слюноотделения к виду принимаемой пищи выражается не только в изменении объема и вязкости слюны, но и ее каталитической активности. Количество и состав слюны в связи с приемом пищи определяются регуляторными воздействиями на слюнные железы. [16]
Это значит, что рибосома пробегает приблизительно 40 - 50 нуклеотидных остатков мРНК в секунду. Скорость считывания мРНК у эукариот может достигать близкого значения ( 30 нуклеотидов в секунду), но регуляторные воздействия могут уменьшить ее до 3 - 10 нуклеотидов в секунду ( см. гл. [17]
V), в эукариотических клетках скорость элонгации, а не только инициации трансляции, может подвергаться регуляторным воздействиям, причем эти воздействия тоже могут быть как избирательными, так и тотальными. [18]
Но их действие на клетку осуществляется не непосредственно, а через несколько промежуточных инстанций. Наиболее важной из них является образование циклического 3 5 - аденозинмонофосфата ( 3 5 - цАМФ), который в настоящее время рассматривается как универсальный второй передатчик регуляторных воздействий гормонов и медиаторов, превращающих межклеточные сигналы, поступающие из внутренней среды, во внутриклеточные. Можно считать доказанным, что это соединение выполняет функцию посредника между действием гормонов и ответной реакцией клетки. [19]
Несмотря на огромные успехи биохимии в этой области, даже сама сеть биохимических процессов еще далека от полного ее установления. Тем более это относится к системам регуляторных воздействий на эту сеть и ее отдельные фрагменты. К тому же эта проблема тесно переплетена с изучением пространственной организации биохимических процессов. Вместе взятые, эти два тесно взаимосвязанных вопроса далеко выходят за рамки биохимии и, как уже сказано выше, попадают в сферу клеточной биологии и физиологии. Поэтому настоящая глава не претендует на их систематическое изложение, в ней описаны и проиллюстрированы конкретными примерами лишь установленные на сегодняшний день некоторые общие биохимические принципы, лежащие в основе процессов регуляции, и фрагментарно затронуты отдельные, наиболее простые вопросы пространственной организации биохимических процессов. [20]
В бесклеточных системах марганец может вызвать повышенное образование цАМФ отчасти благодаря замедлению обмена АТФ и АДФ. Марганец способен in vitro оказывать двоякое воздействие на аденилатциклазу, непосредственно активируя фермент либо снижая стимулирующее действие на его дофамина. Эти наблюдения позволяют считать, что путем изменения соотношения в мозге марганца и дофамина можно оказывать регуляторное воздействие на аденилатциклазу и через нее на уровень цАМФ [ Walton К. [21]
Очень важное свойство ферментов, окончательно установленное лишь сравнительно недавно, состоит в том, что их каталитическая активность подвержена регуляции. Эта регулируемость ферментной активности-одно из возможных объяснений гармоничного протекания всех метаболических процессов в клетке. По крайней мере некоторые ферменты ( хотя бы по одному в каждом специфическом пути биосинтеза) подвергаются регуляторным воздействиям. Такие ферменты с помощью своего каталитического центра распознают субстрат, а с помощью другого центра-конечный продукт данной цепи реакций или иные низкомолекулярные вещества, определенным образом влияющие на их активность. У этих ферментов имеется второй связывающий участок-регуляторный центр. Связывание конечных продуктов или других метаболитов, называемых также эффекторами, влияет на каталитический центр, изменяя его активность. Конечные продукты действуют как отрицательные эффекторы. Положительные эффекторы повышают активность фермента. [22]
С возрастом, в связи с развитием склеротических изменений, сосуды теряют эластичность, становятся жесткими, поэтому их положительное влияние на деятельность сердечно-сосудистой системы резко снижается. Пульсовые колебания кровотока возрастают, эффективность работы сердца снижается, а нагрузка на него растет. Кроме того, наличие склеротических изменений в сосудах, в соответствии с формулой Пуазейля, значительно меняет скорость кровотока, и, следовательно, питание тканей. При этом существенно меняются различные регуляторные воздействия. Это приводит к ухудшению функции мозга, сердца и других органов. [23]
Индикаторный метод играет существенную роль также при изучении регуляторных механизмов. Эти механизмы должны изучаться не только in - vitro, но также и in viio. Индикаторный метод особенно ценен при работе на целом организме, поскольку он позволяет пометить межуточные продукты в строго физиологических условиях, как это делалось в уже упоминавшихся работах. Прослеживание переноса атомных групп под регуляторным воздействием клеточных процессов от одной клеточной фракции к другой делает возможным проверку результатов исследований, проведенных на дезорганизованном материале клеточных экстрактов. [24]
Конечной целью химических процессов, протекающих в живой природе, чаще всего является либо синтез сложных органических молекул из простых, доступных живому организму предшественников, либо деградация таких молекул до простых соединений, выводимых из организма. Важную роль химические превращения играют в обеспечении жизнедеятельности организма энергией, необходимой для совершения различных видов работы. В этом случае с целью уменьшения бесполезного рассеяния энергии в теплоту желательно разумное приближение к обратимому протеканию превращения. Каждая такая задача решается системой последовательных реакций, оптимизированной по химическому содержанию и энергетике каждого этапа и осуществляемой каскадом ферментов. Как правило, такие системы подвержены различным регуляторным воздействиям, т.е. в зависимости от конкретной биологической ситуации они могут включаться и выключаться или, по крайней мере, скорость и масштаб их функционирования могут изменяться в весьма широких пределах. [25]
Регуляция синтеза ферментов на этапе транскрипции основана на том, что считывание бактериальных генов происходит избирательно и скорость образования копий соответствующих иРНК ( а отсюда и дальнейшая их трансляция в белки) находится под сложным контрольным механизмом. Скорость синтеза ферментов, определяемая этой стадией, может меняться в разной степени. По данному признаку все ферменты делятся на два класса. Ферменты, синтез которых в растущей клетке происходит с постоянной скоростью в результате постоянного транскрибирования соответствующих генов и, следовательно, они присутствуют в клетке в более или менее постоянной концентрации, называются конститутивными. К ним относятся, например, гли-колитические ферменты. Метаболические пути, функционирующие с участием конститутивных ферментов, контролируются посредством других регуляторных воздействий, например аллостериче-ского ингибирования. [26]
Исследование белковых токсинов, проявляющих энзиматическую активность, показывает, что они имеют весьма специфические мишени. Наиболее изученный из них - дифтерийный токсин. STOJ остаток в EF-2 удивительно консервативен в эволюции, будучи универсальным среди эукариотических организмов, включая животных, растения и грибы, и встречается даже у архебактерий. В то же время, дифтамид не имеет принципиального значения для функционирования EF-2 в транслокации: были получены жизнеспособные токсинустойчивые мутанты культивируемых животных клеток, которые утратили эту модификацию гистидина в EF-2 без снижения белоксинтезирующей активности. Маловероятно, что дифтамид в EF-2 произошел и сохранился в процессе эволюции в эукариотических организмах лишь для того, чтобы быть мишенью действия токсинов. Скорее можно полагать, что дифтамид служит специальной мишенью для действия некоторых эндогенных ( внутриклеточных) регуляторных воздействий на уровне EF-2, а некоторые бактерии лишь используют эту же мишень для интоксикации эукариотических клеток. [27]
Структура интрамуральных ганглиев напоминает нервные центры, вынесенные на периферию. Каждый нейрон окружен большим количеством клеток нейроглии. Имеются структуры, избирательно пропускающие к нейрону из крови лишь определенные вещества, напоминающие по своей функции гематоэнцефалический барьер. Таким образом, нейроны ганглия, подобно нейронам мозга, защищены от непосредственного воздействия веществ, циркулирующих в крови. Среди интрамуральных эфферентных нейронов имеются не только холинергические, но и адренергические, а также пуринергичесрае, серотонинергические. Все это создает возможность для большого диапазона регуляторных воздействий. [28]