ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Регуляция действия ферментов из "Биологическая химия" Скорости химических реакций, составляющих метаболизм, изменяются (регулируются) в зависимости от условий среды и физиологического состояния. Одним из основных механизмов регуляции метаболизма служит регуляция активности ферментов. Существует несколько способов такой регуляции. [c.92] Многие ферменты могут обратимо связывать определенные метаболиты, ингибирующие или активирующие фермент. Такие метаболиты называют эффекторами. [c.92] Рассмотрим в качестве примера регуляцию синтеза уридинтрифосфата (УТФ) (рис. 2.26). По строению УТФ сходен с АТФ (подробнее о строении и синтезе УТФ см. гл. 3 и 12). [c.93] Аллостерические механизмы регуляции характерны не только для ферментов, но и для белков, выполняющих другие функции. Например, транспорт кислорода гемоглобином регулируется по механизму гомотропной аллостерической активации молекула кислорода, присоединившаяся к одному протомеру, увеличивает сродство к кислороду других протомеров. [c.94] Протеинкиназы катализируют фосфорилирование белков по гидроксильным группам серина, треонина и тирозина. Если фосфорилируемые белки это тоже ферменты, то их активность в результате фосфорилирования в одних случаях уменьшается, в других — увеличивается. Например, в клетках жировой ткани есть липаза, существующая в двух формах — фосфопротеина и простого белка. Эти формы могут превращаться друг в друга. Фосфопротеин образуется в результате действия протеинкиназы и может вновь превращаться в простой белок при действии фосфопротеинфосфатазы — фермента, гидролитически отщепляющего фосфорную кислоту от фосфопротеинов (рис. 2.27). [c.94] Фосфорилированная липаза обладает значительно более высокой активностью, чем нефосфорилированная. [c.94] Протеинкиназы — это группа ферментов, различающихся специфичностью разные протеинкиназы фосфорилируют разные белки. То же можно сказать и о проте-инфосфатазах. Такой механизм регулирует активность очень многих ферментов. [c.94] В свою очередь, концентрация цАМФ зависит от активности аденилатциклазы. Как регулируется аденилатциклаза, мы рассмотрим позднее, а сейчас обратим внимание на то, что здесь мы впервые (но далеко не в последний раз) встретились с каскадом ферментативных реакций (рис. 2.30). Физиологическое значение этого каскада заключается в том, что при потребности клеток, особенно мышечных, в источниках энергии начинается использование запасов жира жировой ткани. Как приводится в действие этот механизм (а также и другие подобные механизмы), будет описано в последующих главах. [c.95] Другой пример белка-модулятора — кальмодулин он участвует в регуляции активности многих ферментов. Кальмодулин — небольшой белок (148 аминокислотных остатков), содержит два глобулярных домена, соединенных а-спиральным доменом. Каждый глобулярный домен имеет два центра связывания ионов кальция (рис. 2.31). [c.96] Широко распространены белковые ингибиторы про-теолитических ферментов. Функция этих ингибиторов — предотвращение несвоевременного разрушения белков в тканях и жидкостях организма. В частности, в плазме крови белковые ингибиторы протеиназ участвуют в регуляции таких процессов, как образование и разрушение физиологически активных пептидов, свертывание крови, растворение кровяных сгустков (подробнее см. гл. 21). [c.96] Механизм действия белковых эффекторов может быть связан с прямым блокированием активного центра или изменением конформации фермента, как и при аллостерической регуляции метаболитами. [c.96] Многие ферменты образуются из неактивных белков-предшественников (проферментов) путем отщепления части пептидной цепи. В результате отщепления части пептидной цепи происходит перестройка пространственной структуры и формируется активный центр. [c.96] Механизм активации частичным протеолизом наиболее характерен для про-теолитических ферментов (пептидгидролаз). Это связано с тем, что белки, являющиеся субстратами пептидгидролаз, составляют основу структурно-функционального аппарата клетки нерегулируемое действие пептидгидролаз могло бы быть опасным для клетки. Поэтому в ходе эволюции выработался механизм, заключающийся в том, что протеолитические ферменты образуются и хранятся в неактивной и безопасной форме проферментов и активируются в должном месте и в должный момент. Например, проферменты пищеварительных протеаз активируются не в клетках, где они синтезируются, а в полости желудка и кишечника (см. главу 11). Ферменты, участвующие в свертывании крови, активируются лишь в месте повреждения кровеносных сосудов (глава 21). [c.97] Вернуться к основной статье