Аллостерическая модель

Рис. 9-19. Схематическая модель взаимодействия между субъединицами аллостерического фермента. У многих аллостерических ферментов центр связывания субстрата и центр связывания модулятора расположены в разных субъединицах-соответственно каталитической (С) и регуляторной (К). Сообщение о присоединении положительного модулятора М к его специфическому центру в регуляторной субъединице передастся посредством конформационных изменений каталитической субъединице, которая становится активной и ее сродство к связывающемуся с ней субстрату 8 новыщается. После отделения модулятора М от регуляторной субъединицы фермент вновь переходит в неактивную или менее активную форму.

Ф н г. 54. Аллостерическая модель регуляции активности фермента. [c.110]

Аллостерическая регуляция представляет собой вариант связывания эффекторов с ферментом в области аллостерического центра (сравните действие неконкурентных ингибиторов, действующих вне зоны активного центра). Подобная регуляция может быть гомотроп-ной, если молекула субстрата, взаимодействуя с ферментом, изменяет его сродство к молекулам того же субстрата гетеротропной, если сродство к субстрату изменяется при взаимодействии фермента с молекулой, не похожей на субстрат. Гомотропные и гетеротропные эффекторы могут быть активаторами и ингибиторами. На базе симметричной модели 1) аллостерический активатор связывается с Л-конформером, стабилизируя это состояние. Следовательно, субстрат будет иметь увеличенное сродство к ферменту (положительная кооперативность) [c.76]

Для описания модели аллостерических превращений была предложена следующая терминология относительно четвертичной структуры белков [17] а) олигомер, полимерный белок, содержащий конечное, относительно небольшое число идентичных субъединиц Ь) протомер, идентичные субъединицы внутри олигомерного белка с) мономер, полностью диссоциированный протомер или любой белок, не состоящий из одинаковых субъединиц. [c.390]

Многие представления о действии и взаимодействии белков появились в ходе исследования гемоглобина. Многие представления и модели, относящиеся к взаимодействиям белок — лиганд и белок — белок, были развиты в процессе исследований гемоглобина к ним относятся сигмоидное связывание [674—676], коэффициент Хилла [677], константы последовательного связывания лигандов в олигомерных белках [678], кооперативность, основанная на конформационных изменениях [679, 680], и аллостерический контроль белков [92, 681, 682]. Следует отметить, что многие из этих концепций были введены и математически формализованы до того, как стала известна структура какого-либо белка. Очевидно поэтому актуальное значение и полезность этих конце1щий должны подвергаться постоянной проверке. Пример дифосфоглицерата, влияние которого на действие и структуру гемоглобина игнорировалось десятилетиями, свидетельствует о потенциальной опасности жестких формулировок в биологии. [c.259]

Рис. 16.10. Симметричная и последовательная модели аллостерических ферментов. На схеме представлен фермент, состоящий из четырех идентичных субъединиц.

Вероятно, у разных компонентов дыхательной цепи существуют разные механизмы сопряжения транспорта электронов с перемещением протонов. Аллостерические изменения конформации белковой молекулы, связанные с транспортом электронов, могут в принципе сопровождаться перекачиванием протонов, подобно тому как перемещаются протоны при обращении действия АТР-синтетазы (разд. 7.2.3). Кроме того, как уже упоминалось, при переносе каждого электрона хинон захватывает из водной среды протон, который затем отдает при высвобождении электрона (см. рис. 7-30). Поскольк убихинон свободно передвигается в липидном бислое, он может принимать электроны вблизи внутренней поверхности мембраны и передавать их на комплекс b- i около ее наружной поверхности, перемещая при этом через бислой по одному на каждый перенесенный электрон. С помощью более сложных моделей можно объяснить и перемещение комплексом Ь-С двух протонов на каждый электрон, предположив, что убихинон повторно проходит через комплекс b- i в определенном направлении. [c.456]

Механизмы образования фермент-субстратного комплекса, аллостерической регуляции и конформационных переходов в модели сопоставление с экспериментальными данными [c.123]

Голдбеттер и Вениератос [85] провели анализ влияния кооперативности действия ферментов в математической модели колебательной гликолитической реакции с активированием продуктом. Ими было установлено соотношение между неустойчивостью и значением коэффициента Хилла в аллостерической модели для фосфофруктокиназы. [c.125]

Оксигенацию гемоглобина можно описать с помошью той или другой из аллостерических моделей, таких, как модель МУШ, последовательная модель или схемы, которые включают в себя черты обеих моделей. Однако не будет лишним остановиться на простом феноменологическом описании явления, впервые примененным Эдером в 1925 г. Хотя при феноменологическом описании теряется смысл некоторых параметров, фигурирующих в детально разработанных моделях, оно имеет то преимущество, что позволяет дать простое и ясное представление о системе. [c.105]

В работе [28] рассмотрена кинетическая модель двухсубстратной ферментативной реакции, в которой фермент, реагирующий по пингнпонг -механиэму, претерпевает в ходе реакции обратимый аллостерический переход [c.299]

Непосредственно по соседству с промотором расположен оператор (о)—место связывания репрессора (R). Когда оператор свободен, транскрипция запускается и, пройдя операторный участок, доходит до генов, детерминирующих синтез трех указанных выше белков. Но если оператор связан с репрессором, транскрипция блокируется. В то время когда была впервые предложена модель оперона, химическая природа репрессора была неизвестна. Сейчас, однако, уже известно, что в некоторых случаях 1репрессорами служат белки. Все хорошо изученные репрессоры представляют собой олигомерные белки, способные подвергаться аллостерическим изменениям. Так, /а/ -репрессор состоит из четырех идентичных субъединиц с мол. весом 37 200, каждая из которых содержит 347 аминокислотных остатков. В каждой субъединице имеется один участок для связывания с оператором и другой (аллостерический) для связывания с эффектором (на рис. 15-3 для простоты вместо четырех субъединиц изображены только две). [c.202]

Большинство внутриклеточных ферментов обладает олигомерной структурой, и поэтому связывание аллостерических эффекторов приводит к весьма интересным явлениям. Для получения соответствующих математических выражений необходимо ввести по паре констант связывания для ингибитора и активатора, характеризующих сродство к кон-формерам А и В. Поскольку при составлении уравнений материального баланса необходимо учесть все возможные комплексы, получающиеся выражения весьма сложны. Функции насыщения в модели Моно — Уаймена — Шанжё (гл. 4, разд. Д) пмеют довольно простой вид. В соответствии с уравнением (4-53) степень насыщения у для этой модели определяется следующим выражением ,1 [c.36]

РИС 6-11 Зависимости степени насыщения (у) п доли фермента, находящегося в конформации ( ), от логарифма нормированной концентрации субстрата (а= = [8]//(в5) для гипотетического тетрамерного фермента (п = 4), механизм действия которого следует модели Моно, Уаймена н Шанже [39] Кривые рассчитаны при с = 0,1 и двух значениях кажущейся аллостерической константы = 4 п =10. [c.37]

Активация сократительного аппарата ионами Са — модель кооперативного процесса [772, 773]. Активация сократительного аппарата ионами Са + (рис. 11.7) хорошо иллюстрирует кооперативное поведение [92, 678, 682, 774] и аллостерический контроль [92, 681, 775, 776] в белках. При кооперативных действиях компонент белка или надмолекулярных образований, например тонких нитей осуп1,ествляется переход из одного стабильного состояния ( выклю- [c.289]

В случае соединений типа 224-227 управление селективностью связывания достигалось путем варьирования структуры мультидентатных лигандов. Можно ли, однако, построить химические модели, способные имитировать не только ферментоподобное связьшание, но и его вариабельность, управляемую внешними условиями Такое свойство представляет особый интерес из-за очевидного родства со способностью ферментов изменять свою каталитическую активность или даже включаться и вьжлючаться в ответ на внешние воздействия (такие, как изменение pH, присутствие или отсутствие некоторых ионов металлов, низкомолекулярных регуляторов и т. п.). Имеются также обширные данные о том, что конформация активного центра фермента, ответственного за его каталитическую активность, может изменяться при воздействии на удаленные от этого центра участки белковой глобулы (аллостерические эффекты). Эти явления имеют особое значение как один из основных механизмов управления в живых системах, позволяющих воздействовать на состо-Я1ше и активность ферментных систем с помощью химических сигналов, продуцируемых эндогеьшо, т.е. самой клеткой, или поступающих извне [34d]. [c.481]

Рецепторы являются белками, которые, будучи центрами связывания и действия физиологических эффекторов (гормонов, нейромедиаторов), передают внеклеточные сигналы внутрь клетки. Они состоят из узнающих и связывающих белков, принимающих сигнал, и из эффектора, трансформирующего этот сигнал в определенный эффект. Эффектор может быть ионным каналом, транспортной системой или ферментом. Мы обсуждали различные модели механизма сопряжения связывания лиганда (гормона, медиатора) и его действия самая вероятная из них основана на аллостерической модификации рецепторного белка. Функции связывания и осуществление эффекта относятся, возможно, к различным субъединицам рецепторного комплекса. В качестве примера можно привести гормончувствительную аденилатциклазу, которая в качестве эффектора может быть отделена от связывающего участка и биохимически очищена. Согласно гипотезе плавающего рецептора, этот фермент латерально диффундирует в клеточной мембране и регулируется разнообразными рецепторами. Внеклеточный сигнал переносится к этому ферменту через третий компонент — группу сопрягающих белков, называемых N-белками. Они могут обладать стимулирующим (Ns) или ингибирующим (N ) действием. В свою очередь N-белки активируются GTP, а функция рецеп- [c.299]

Согласно симметричной модели, фермент представлен только двумя конформационными состояниями, находящимися в динамическом равновесии. При этом все субъединицы данной молекулы фермента находятся в одной и той же конформации промежуточных состояний нет, существуют только симметричные олигомеры (рис. 16.11). Равновесие характеризуется аллостерической постоянной L. В отсутствие лигандов, как правило, неактивное основное состояние Т (от англ. tense-напряженный) преобладает над активным состоянием R (от англ. relaxed-расслабленный). При добавлении лигандов они реагируют с теми моле- [c.488]

Рис. 16.11. Схема, дающая представление о характере равновесия между состоянием с малой каталитической активностью и состоянием с высокой активностью аллостерического фермента, состоящего из четырех субъединиц (согласно симметричной модели). Пояснения в тексте. (Kirs hner К., Ergebn. Mi robiol, 44 [1968], 123.)

Миозин является белком многих качеств. В сокращении скелетных, сердечных и гладких мышц и во внутриклеточных движениях он одновременно выполняет, по крайней мере, три ключевых функции - структурную, аллостерическую и ферментативную. Наиболее полезная информация о функциях миозина была получена при исследовании поперечнополосатых скелетных мышц, сокращающихся произвольно, а также аналогичных тканей беспозвоночных, прежде всего летательных мышц насекомых. Электронно-микроскопическое изучение продольных и поперечных тонких срезов скелетных мышц, впервые проведенное в 1953 г. X. Хаксли, выявило высокий уровень их структурной организации [439]. Уже в следующем году X. Хаксли вместе с Дж. Хенсоном предложили так называемую модель скользящих нитей, которая имела основополагающее значение для понимания природы и молекулярного механизма мышечных сокращений [440]. Скелетные мышцы - это пучки мышечных волокон, наиболее крупным повторяющимся структурным элементом которых является миофибрилла - цилиндрическая нить диаметра 1-2 мкм (1000-2000 А), идущая от одного конца клетки до другого. Миофибрилла, в свою очередь, содержит белковые филамен-ты двух типов толстые и тонкие. Основной белок толстых нитей - миозин, тонких - актин. Миозиновые и актиновые филаменты в миофиб-рилле строго упорядочены. Функциональной сократительной единицей миофибриллы является саркомера, имеющая длину около 2,5 мкм и разделяющаяся на I- и А-диски (рис. 1.31). Толстые филаменты (длина 1,6 мкм и толщина 0,015 мкм) тянутся от одного края А-диска до другого, а тонкие (длина 1,0 мкм и толщина 0,008 мкм) идут от [c.120]

Как мы уже упоминали в разд. 5.2.1., в нашей модели катализа олигомерными ферментами на основе ССИВС (см. рис. 3) требование симметрии обусловливает присутствие субстрата не только в каталитическом активном центре, но и в некаталитическом, который в этом случае замыкает ССИВС и выполняет роль аллостерического регулятора. На возможность участия второй молекулы субстрата в качестве такого регулятора указывали многие авторы [5, 17, 159]. Таким образом, и эта особенность современных ферментов находит в рамках модели свое объяснение. [c.124]

Смотреть страницы где упоминается термин Аллостерическая модель: [c.117] [c.179] [c.197] [c.251] [c.481] [c.485] [c.497] [c.205] [c.468] [c.595] [c.94] [c.145] [c.485] [c.497] [c.260] [c.17] [c.241] [c.30] [c.126] [c.103] [c.123]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология