ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Деградация ферментов из "Ферменты Т.3" Скорость распада ферментов и скорость их синтеза зависят также от условий окружающей среды. Например, при голодании уровень аргиназы в печени крысы повышается, поскольку подавляются процессы деградации супериндукцию тирозин-аминотрансферазы, которую вызывает актиномицин, вводимый после гормона, по-видимому, также можно связать с уменьшением скорости деградации. Изофермент 5 лактатдегидрогеназы встречается в разных тканях (рис. 12.3) в печени крысы он синтезируется приблизительно в 10 раз быстрее, а распадается в 8 раз медленнее, чем в сердечной мышце. У мышей описана мутация, при которой снижается скорость распада каталазы [4122]. [c.115] Иногда таким способом образуется большое число четко различимых изоферментов так, при электрофоретическом разделении пуриннуклеозидфосфорилазы эритроцитов на электро-.фореграмме выявляется до семи симметрично расположенных компонентов [1790]. Все эти компоненты обладают ферментативной активностью, но когда активность определяют с большой точностью, иногда удается обнаружить постепенное снижение удельной активности. Такое снижение наблюдается, в частности, для глюкозо-6-фосфат— дегидрогеназы эритроцитов человека при измерении отношения активности ферментативной к иммунологической активности, причем оно сопровождается появлением новых, более отрицательно заряженных форм фермента, которые, вероятно, поэтому обладают более низкой активностью [2292]. Такой способ образования вторичных изоферментов может быть просто связан с начальными этапами деградации фермента, предшествующими полной потере активности. [c.116] К к уже отмечалось, количество данного фермента в органелле, клетке или ткани определяется соотношением между скоростями процессов его синтеза и распада (см. 911). В ходе многочисленных исследований удалось выяснить детали возможных механизмов контроля скорости биосинтеза ферментов. В гл. 11 описаны особенности важных в этом отношении процессов индукции и репрессии данные формы регуляции, по-видимому, направлены на то, чтобы поддерживать количество синтезированного фермента на уровне, соответствующем потребностям клетки. Ранние работы в этом направлении были проведены главным образом на прокариотах, но к настоящему времени получено много данных и для высших организмов. [c.116] Хольцер [2012] описал несколько протеиназ дрожжей, различающихся по специфичности и механизму действия и, по-видимому, ответственных за внутриклеточную деградацию белков. Были обнаружены пептиды, которые специфически ингибируют эти три фермента [2013]. Указанные протеиназы локализованы в вакуолях и, следовательно, изолированы от своих субстратов. Контроль процессов деградации би,лка может осуществляться в этом случае путем изменения кондентрации ингибиторов протеиназы (через изменение скорости их синтеза или распада) или самих протеиназ. В регуляции времени полуобновления ферментов эти эффекты следует рассматривать как дополнительные к способности субстрата подвергаться превращениям и компартментализации фермента и субстрата. [c.117] Небольшие модификации фермента, такие, например, которые способствуют началу деградации, не всегда приводят к потере активности. О постепенном появлении новых изоферментов уже упоминалось в этой главе. Имеются данные о том, что скорость деградации ферментов увеличивается по мере достижения животным зрелости, а дальнейшее увеличение скорости ТОГО процесса, возможно, связано со старением. Однако это ни в коей мере не означает, что старые ткаыи всегда содержат дополнительные изоферменты с меньшей каталитической активностью. Гершон и др., исследуя ферменты у стареющих нематод [5289], установили, что, хотя удельная активность некоторых ферментов у более старых особей ниже, общее количество материала, дающего перекрестную иммунологическую реакцию, меняется мало и что старые ферменты состоят из смеси полностью активных и полностью неактивных молекул. При исследовании пероксид-дисмутазы из печени крысы оказалось, что тканях старых животных содержится фермент с более низкой удельной активностью в данном случае уменьшение удельной активности было связано с заменой активного фермента на несколько измененный фермент с другой чувствительностью к температуре [3887]. Гершон высказал предположение. [c.117] Ингибирование глутаминсинтетазы по принципу обратной связи осуществляется с помощью СТР, АМР, глюкозамип-6-фос-фата, гистидина, триптофана, карбамоилфосфата, аланина, глицина и серина. Глутамин является донором азота для первых шести веществ и косвенно участвует в биосинтезе последних трех соединений. Чтобы снизить активность глутаминсинтетазы на 50%, каждый ингибитор должен присутствовать в относительно высокой концентрации, но все вместе они осуществляют более полное ингибирование. По-видимому, ингибиторы действуют независимо, поскольку остающаяся доля активности примерно соответствует той, которая должна наблюдаться при независимом действии каждого ингибитора. Дополнительные доводы в пользу независимого действия ингибиторов проистекают из того факта, что СТР, триптофан, аланин и глицин конкурируют с глутаматом глюкозамин-6-фосфат и гистидин конкурируют с аммиаком, в то время как АМР и карбамоилфос-фат не конкурируют ни с одним субстратом. Независимое связывание, о котором судят по кинетике ингибирования, характерно для большинства ингибиторов, взятых попарно, хотя аланин, глицин и серии являются в этом смысле взаимоисключающими ингибиторами. Этот аддитивный эффект известен как кумулятивное ингибирование по принципу обратной связи. [c.119] Второй путь регуляции состоит в обратимых взаимопревращениях различных конформационных состояний глутаминсинтетазы. Выделенный в присутствии двухвалентных металлов олигомерный фермент стабилен, обладает каталитической активностью, и его субъединицы, очевидно, достаточно плотно упакованы, поскольку ни одна из его сульфгидрильных групп не взаимодействует с обычными реагентами на эти группы. Однако при удалении двухвалентных катионов фермент переходит в неактивную форму при этом сульфгидрильные группы обнажаются, и в таком состоянии молекула более легко диссоциирует на составляющие ее субъединицы. Таким образом, изменение содержания в среде двухвалентных металлов также может играть определенную роль в осуществлении биологической регуляции. [c.119] ЧТО модификация ферментов в процессе старения происходит не случайным образом, поскольку это привело бы к появлению набора ферментов с разными свойствами. На первых этапах, по-видимому, происходят совсем незначительные, едва заметные изменения ферментного белка. Интересно отметить, что большая часть вторичных изоферментов, описанных к настоящему времени, обнаружена в эритроцитах [1790]. Эти клетки нетипичны в том отношении, что после их созревания синтеа белка практически прекращается и находящиеся в них белки должны обладать какой-то особой кинетикой продолжения жизни , чтобы обеспечить клеточный метаболизм [3023]. В других тканях скорость деградации ферментов, по-видимому, значительно выше, и используемые методы не позволяют выявить промежуточные формы, которые могут быть идентифицированы как изоферменты. [c.120] Вернуться к основной статье