Киназа - фосфорилаза
Cтраница 1
Киназа фосфорилазы катализирует фосфорилирование фосфорилазы Ь, превращая ее в более активную форму - фосфорилазу а: фосфорилаза b Mg-АТФ-фосфорилаза a Mg-АДФ. [1]
Киназа фосфорилазы в свою очередь может находиться в двух формах - активной и неактивной. [2]
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. [3]
АТР, цикло - АМР и ионы - Mg2, так же как и фермента киназы киназы фосфорилазы. [4]
Ранее мы видели, что расщепление гликогена регулируется посредством кова-лентной и аллостерической модуляции гликоген-фосфорилазы ( разд. Киназа фосфорилазы превращает фосфорилазу b снова в фосфорилазу а за счет АТР, фосфорилирующего упомянутые остатки серина. [6]
Установлено, что эта киназа может существовать как в активной, так и в неактивной форме. Неактивная киназа фосфорилазы превращается в активную под влиянием фермента протеинкиназы ( киназа киназы фосфорилазы), и не просто протеинкиназы, а цАМФ - зависимой протеинкиназы. [7]
Фосфорилазу а получают из фосфорилазы Ъ, освобожденной от АМФ ( с. Реакцию катализирует киназа фосфорилазы в присутствии Mg-АТФ. [8]
Далее сАМР связывается с регу-ляторной субъединицей протеинкиназы, что вызывает высвобождение каталитической субъединицы и тем самым ее активацию. Протеинкиназа фосфорилирует неактивную киназу фосфорилазы, которая на следующем этапе стимулирует гликоген-фосфорилазу. [9]
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. [10]
Выделяющийся адреналин активирует образование из АТФ под влиянием фермента циклазы циклического 3, 5 - АМФ. Последний вместе с АТФ и Mg2 1 превращает неактивную киназу фосфорилазы Ь в активную форму. [11]
Молекула киназы фосфорилазы состоит из субъединиц четырех типов: сфуб. Молекулярная масса фермента - 1 3 - 106 Да - отвечает формуле ( сфуб) - Киназа фосфорилазы играет, как показано, ключевую роль в регуляции обмена гликогена и в сопряжении гликогенолиза и мышечного сокращения. Активация киназы достигается фосфорилированием а - и р-субъединиц, которое катализирует цАМФ - зависимая протеинкиназа. Каталитическую роль выполняет у-субъединица; б-субъединица идентична Са2 - связывающему белку - кальмодулину. Ферментативная активность киназы фосфорилазы полностью зависит от ионов Са2 На р-субъединице фермента имеется регуляторный центр, обладающий высоким сродством к АДФ. [12]
Опуская дальнейшие детали этого очень сложного процесса [148], можно видеть, как система такого рода может обеспечить весьма чувствительный механизм контроля процесса потребления глюкозы из ее хранилища - гликогена. Если добавить к этому, что ки-наза фосфорилазы также существует в активной и неактивной формах и активируется посредством фосфорилирования еще одним ферментом, киназой киназы фосфорилазы, который к тому же регулируется по совершенно другому механизму, то только тогда становится ясным, какими сложными и чувствительными могут быть механизмы контроля этого типа. [13]
Гормоны глюкагон ( в печени) и адреналин стимулируют аденилатциклазу. В результате в цитозоле увеличивается концентрация цАМФ; цАМФ активирует протеинки-назу. Протеинкиназа фосфорилирует за счет АТФ белки-ферменты, в частности второй фермент из класса протеинкиназ - киназу фос-форилазы. Киназа фосфорилазы из неактивной дефосфорилирован-ной формы переходит в активную фосфорилированную. Активная киназа фосфорилазы за счет АТФ переводит фосфорилазу Ь ( неактивная) в фосфорилазу а, которая катализирует фосфоролитическое расщепление гликогена. Параллельно Протеинкиназа фосфорилирует гликогенсинтазу I, переводя ее в неактивную гликогенсинтазу D, т.е. тормозится синтез гликогена. Каскадный механизм позволяет 1 молекуле гормона привести к образованию 107 - 108 молекул глюкозы. [14]
Гормональная активация осуществляется непрямым и сложным путем. Первичное действие адреналина или норадреналина состоит в активации аденилатциклазы, катализирующей реакцию АТФ - 3 5 - АМФ ( циклический АМФ) ФФн. Циклический АМФ в свою очередь активирует фермент протеинкиназу, вызывая диссоциацию неактивного комплекса ( содержащего каталитическую и регуляторные субъединицы) с образованием активной киназы, не связанной с регуляторными субъединицами. Затем протеинкиназа активирует киназу фосфорилазы Ь, и наконец, последняя активирует гликогенфосфорилазу, вызывая димеризацию двух молекул фосфорилазы Ь в одну молекулу фосфорилазы а. Процессы активации киназы фосфорилазы Ь и гликогенфосфорилазы связаны с фосфорилнрованием ферментных белков при участии АТФ. Инактивацию этих ферментов осуществляют специфические фосфатазы. [15]
Страницы: 1