Регуляторный фермент
Cтраница 4
Биосинтетические пути и соответствующие им катаболические пути контролируются разными регуляторными ферментами. Обычно регуляция соответствующих биосинтетических и катаболи-ческих путей осуществляется координированным образом, реципрокно, так что стимулирование биосинтетического пути сопровождается подавлением катаболи-ческого пути, и наоборот. Более того, биосинтетические пути регулируются обычно на одном из первых этапов. Это избавляет клетку от непроизводительных трат: она не расходует предшественники на синтез тех промежуточных продуктов, которые ей не понадобятся. Мы вновь убеждаемся на этом примере, что принцип экономии лежит в основе молекулярной логики живых клеток. [46]
Эти два обобщения хорошо иллюстрируются данными о двух важных регуляторных ферментах - НАДФ-изоцитратдегидроге-назе и аспартат - карбамоилтрансферазе. [47]
 |
Основные функции клеточного метаболизма. [48] |
Активность каждого метаболического пути и даже каждого из его регуляторных ферментов подвержена воздействию целой системы регуляторов, координирующих его работу с локальным химическим статусом клетки и в конечном счете с основными потребностями организма в целом. [49]
Фермент, катализирующий эту стадию, порфобилиногенсинтаза также является регуляторным ферментом, ингибируемым конечными продуктами синтеза. [50]
Фермент, катализирующий эту стадию - Порфобилиногенсинтаза также является регуляторным ферментом, подвергаясь ингибированию конечными продуктами синтеза. Предполагают, что механизм этой сложной реакции дегидратации включает образование кетиминной связи ( шиффово основание) между кетогруппой одной молекулы б-аминолевулиновой кислоты и б-аминогруппой лизина молекулы фермента. В следующей многоступенчатой стадии, катализируемой соответствующими ферментами, из 4 монопиррольных молекул порфобилиногена синтезируется тетра-пиррольный комплекс протопорфирин IX, являющийся непосредственным предшественником тема. Некоторые этапы сложного пути синтеза окончательно не установлены. [51]
Второй общий путь регуляции сложных метаболических процессов основан на действии регуляторных ферментов, которые обычно локализованы в начале ( или поблизости от начала) мультиферментной последовательности. Большинство этих ферментов ингибируется конечным продуктом данной метаболической последовательности или иными аллостерическими ингибиторами. Так как соответствующие катаболиче-ские и анаболические пути, связывающие данный предшественник с данным продуктом, имеют разные регуляторные ферменты, скорости биосинтеза и распада определенного клеточного компонента могут регулироваться независимо. [52]
Совершенно ясно, что такая простая зависимость не может быть распространена на все регуляторные ферменты, однако сам факт существования такого чистого случая доказывает, что основные принципы этого анализа, возможно, справедливы для большинства регу-ляторных механизмов. Примечательно, что эта модель в отличие от других описанных далее моделей соответствует экспериментальным данным и в том отношении, что не требует уменьшения сигмоидности при увеличении концентрации положительного эффектора. Кривые для фермента, полностью насыщенного положительным эффектором, сохраняют свою сигмоидную форму. [53]
Гли-коген-фосфорилаза, катализирующая превращение глюкозных единиц гликогена в глюкозо-1 - фосфат, принадлежит к числу регуляторных ферментов и существует в двух формах: более активной ( фосфорилаза а) и менее активной ( фос-форилаза Ъ); стимулирующее действие на фосфорилазу b оказывает AMP. Роль главного регуляторного фермента в последовательности реакций гликолиза играет фосфофруктокиназа, которую ин-гибируют АТР и цитрат и стимулирует AMP. Вторым регуляторным пунктом гликолиза является пируваткиназная реакция. Последовательность реакций спиртового брожения идентична последовательности реакций гликолиза на всех этапах вплоть до образования пирувата, однако при спиртовом брожении пируват не восстанавливается до лактата, а декар-боксилируется с образованием ацеталь-дегида, который затем восстанавливается до этанола за счет NADH в реакции, катализируемой алкогольдегидрогена-зой. [54]
 |
Схематическое изображение процессов сближения и ориентации при взаимодействии молекулы субстрата S с каталитической группой в активном центре фермента Е. [55] |
Наиболее важные неконкурентные ингибиторы представляют собой образующиеся в живых организмах промежуточные продукты метаболизма, способные обратимо связываться со специфическими участками на поверхности некоторых регуляторных ферментов и изменять при этом активность их каталитических центров. Примером может служить ингибирование L-треониндеги-дратазы L-изолейцином, обсуждаемое в разд. [56]
Ферменты, изменяющие активность за счет аллостерического взаимодействия белка-фермента с эффектором или продуктом реакции, как правило, катализируют начальную стадию последовательных реакций, и их называют регуляторными ферментами. Этим белкам приписывается основная роль в регуляции ферментативной активности и в регуляции синтеза специфических белков. [57]
Регуляторные ферменты, как правило, имеются в каждом пути биосинтеза и в некоторых путях катаболизма. В большинстве случаев они находятся в начале цепи биосинтеза и занимают, таким образом, ключевую позицию. [59]
В клетках выработались механизмы не только регуляции скорости синтеза отдельных аминокислот, но и координирование их синтеза, поскольку для белкового синтеза аминокислоты нужны в определенных соотношениях. Регуляторный фермент аспартилкиназа имеет три изофермента, регулируемых независимо друг от друга как по аллостериче-скому механизму, так и путем изменения скорости их синтеза в клетке. [60]
Страницы: 1 2 3 4 5