Фосфорилаза
Cтраница 4
Этот фактор, стимулирующий активацию фосфорилазы и в нормальных условиях присутствующий в клетках в ничтожных количествах, был в конце концов выделен в кристаллическом виде. Напрашивалось предположение, что он возникает непосредственно из того АТР, присутствие которого необходимо для его образования. В 1960 г. было установлено, что этот фактор является не чем иным, как 3, 5 -циклической адениловой ( адено-зинмонофосфорной) кислотой, т.е. производным адениловой кислоты, которое до тех пор никогда не обнаруживалось в биологическом материале. В циклическом аденозинмонофосфате единственная фосфатная группа образует эфирные связи с двумя гидроксильными группами рибозы, а именно с 3 - и 5 -гидроксилами. [47]
В тканях позвоночных обнаружены изоферменты фосфорилазы, фосфоглюкомутазы, гексозоизомеразы, гексокиназы, фосфофруктокиназы, альдолазы, триозофосфатдегидрогеназы. Из этого ясно, что многие ( вероятно, все) гликолитиче-ские ферменты в мышце представлены изоферментами, более или менее специфичными для мышечной гкани. Детальные данные об их приспособленности для функционирования в микросреде мышечных клеток имеются не дли всех этих ферментов, но относительно некоторых получены вполне убедительные сведения; к их числу относится фосфофруктокиназа, которая, так же как фосфоглицераткиназа и пируваткиназа, катализирует реакции, сопровождающиеся значительным уменьшением свободной энергии: для ФФК AG - 3 4 ккал / моль, для ФГК - 4 5, а для ПК - 7 5 ккал / моль. [48]
Катализируется эта реакция ферментом киназой фосфорилазы Ь, который также существует как в активной, так и неактивной формах. Важная роль в активации киназы фосфорилазы принадлежит также Са2 - кальмодулину - белку, участвующему в регуляции активности многих киназ ( гл. Активация протеинкиназы при участии цАМФ, который, в свою очередь, образуется из АТФ в реакции катализируемой аденилатцикла-зой, стимулируется гормонами адреналином и глюкагоном. Увеличение содержания этих гормонов приводит в результате каскадной цепи реакций к превращению фосфорилазы Ъ в фосфорилазу а и, следовательно, к освобождению глюкозы в виде глюкозо-1 - фосфата из запасного полисахарида гликогена. Обратное превращение фосфорилазы а в фосфорилазу Ъ катализируется ферментом протеинфосфатазой. На рис. 18.6 приведен каскадный механизм мобилизации гликогена. Активация первого фрагмента каскада - аденилатцик-лазы - в конечном счете активирует распад гликогена и одновременно инги-бирует фермент его синтеза - гликогенсинтазу ( гл. [49]
Из этих данных следует, что фосфорилаза является специфическим ферментом 1 4-гликозидной связи. В присутствии неорганического фосфата она отщепляет остатки глюкозо-1 - фосфата от иевосстанавливающего конца цепей. Однако она не оказывает какого-либо действия на 1 6-гликозидные связи. Отсюда следует, что фосфорилаза ( или по крайней мере фермент Р картофеля) не может синтезировать и разрывать полисахариды с разветвленными цепями и что синтез амилопектина и гликогена катализируется другим ферментом. [50]
Было показано, что действие фермента фосфорилазы обратимо и что из глюкозо-1 - монофосфорного эфира можно в присутствии этого фермента получить гликоген. Это наблюдение проливает свет и на механизм синтеза гликогена в печени1 и мышцах из глюкозы крови. Надо, однако, заметить, что гликоген принадлежит к числу сильно разветвленных полисахаридов, в которых, помимо кислородных мостиков, переброшенных между первыми и четвертыми С-атомами соседних остатков глюкозы, имеются мостики и между первыми и шестыми С-атомами ( стр. Таким образом, в биосинтезе гликогена из глюкозы принимает участие, как это было недавно показано ( А. Н. Петрова), не только фосфорилаза, но и особый фермент, катализирующий превращение 1 4 связей в 1 6 связи и тем способствующий разветвлению молекулы синтезированного полисахарида. [51]
Регуляция ионами Са2 осуществляется прямой активацией киназы фосфорилазы Ь без начального этапа, протекающего с участием протеинкиназы. [52]
Нами была частично исследована регуляционная особенность активности фосфорилазы в возрастном аспекте и при токсико-аллергическом увейте. Исследования показали, что содержание адреналина в сетчатке и в сосудистом тракте возрастает от новорожденного периода до 12 - 15 дня-периода полного прозревания глаза кролика. Из этих результатов видно, что содержание адреналина возрастает в 5 раз, тогда как возрастание активности фосфорилазы в сетчатой и сосудистой оболочках отмечено нами в 2 и более раз. [53]
Важно заметить, что в случае реакции фосфорилазы сахарозы как глюкозо-1 - фосфат, так и сахароза имеют - конфигурацию. В то же время глюкозил-фермент предположительно имеет 5-конфигурацию. Такое предположение следует из общего правила, согласно которому обращение конфигурации имеет место при нечетном числе замещений, а сохранение - при четном, и соответствует результатам других исследований этого фермента. [54]
 |
Обратимая диссоциация молекулы гемоглобина.| Самосборка вируса табачной мозаики. [55] |
Многие ферменты также обладают четвертичной структурой, например фосфорилаза а, состоящая из двух идентичных субъединиц, в каждой из которых по две пептидные цепи. Вся молекула фосфорилазы а, таким образом, представляет собой тетрамер. [56]
В частности, считалось, что гликогенфосфорилаза ( фосфорилаза а) катализирует как распад гликогена, так и его синтез, потому что в опытах in vitro было показано, что гликогенфосфорилазная реакция обратима. Однако в дальнейшем было установлено, что в клетке ( in vivo) фосфорилаза а катализирует только распад гликогена, синтез гликогена осуществляется при участии совершенно другого фермента. Оба эти процесса ( синтез и распад гликогена) регулируют содержание глюкозы в крови и создают резерв глюкозы для интенсивной мышечной работы. [57]
Протеинкиназа, играющая ключевую роль в процессе активации фосфорилазы под влиянием сАМР, является аллосте-рическим ферментом. Когда все эти субъединицы объединены в общий комплекс, имеющий состав C2R2, фермент неактивен. При связывании четырех молекул сАМР со специфическими участками двух регуляторных субъединиц С2К2 - комплекс распадается на свободные каталитические субъединицы, обладающие ферментативной активностью, и комплекс R2 - cAMP4, в котором сАМР сохраняется в связанном виде. [59]
Распад гликогена в печени происходит под влиянием фермента фосфорилазы, которую активирует адреналин. При этом образуется сложный эфир - глюкозофосфат; последний при участии фермента фосфатазы расщепляется на глюкозу и фосфорную кислоту. Освободившаяся кислота может быть использована на синтез глюкозофос-фата, а глюкоза поступает в кровь. Таким образом, убыль сахара в крови все время пополняется за счет гликогена печени. [60]
Страницы: 1 2 3 4 5