Механизмы регулирования активности

Рис. 19. Схема механизмов регулирования активности ферментов и ферментных систем в клетке

Адсорбционный механизм регулирования активности ферментов и ферментных комплексов реализуется при соблюдении следующих условий [c.81]

Долгосрочный механизм регулирования активности мембранных ферментов реализуется за счет белоксинтезирующей системы клетки и заключается в поддержании оптимального соотношения между скоростью биосинтеза и распада этих ферментов. Он направлен на обеспечение биогенеза необходимого количества функционально активных молекул и олигомерных комплексов векторных ферментов, приходящихся на единицу площади поверхности мембраны. Долгосрочный механизм связан с действием различных гормонов, вторичных мессенджеров и других факторов на плазматическую мембрану клетки. [c.95]

Изучение фоточувствительности мембраносвязанной АХЭ в присутствии химических агентов, модифицирующих липидную фазу мембраны, позволяет расширить современные представления о молекулярных механизмах регулирования активности важнейших компонентов биомембран. На основании собственных эк- [c.166]

Известны многочисленные регуляторные механизмы метаболизма (гл. 11) некоторые нз них функционируют на уровне собственно ферментов. Вещества, которые либо увеличивают, либо уменьшают скорости катализируемых реакций, действуя непосредственно на фермент, называют эффекторами. Они изменяют структуру фермента таким образом, что изменяется скорость реакции. Механизмы регулирования активности ферментов рассмотрены ниже (разд. 8.7). [c.245]

Для разветвленных путей биосинтеза (а к таким относится большинство биосинтетических путей) механизмы регуляции усложняются, так как от активности первого фермента зависит биосинтез нескольких конечных продуктов. Очевидно следующее механизмы регулирования в этом случае должны быть видоизменены таким образом, чтобы перепроизводство одного конечного продукта не приводило к прекращению синтеза других связанных с ним конечных продуктов. Выработалось несколько механизмов контроля по принципу обратной связи применительно к разветвленным биосинтетическим путям. Они сводятся к тому, что в этом случае в регулировании принимают участие все конечные продукты этих путей. Если первый этап биосинтетического пути катализируется одним ферментом, на поверхности молекулы этого фермента имеются различные регуляторные центры, с каждым из которых связывается один из конечных продуктов, выполняющих функцию [c.116]

Фундаментальные исследования. Основательное понимание механизма катализа и свойств поверхности, имеющих важное значение для регулирования активности и селективности в процессе гидрирования СО, должно быть особенно полезным [c.274]

Более исследованы некоторые стадии приготовления катализаторов и регулирования активности контактов введением в них добавок. Топохимические превращения ряда веществ изучены довольно подробно. Выяснена кинетика этих процессов и в некоторых случаях установлен механизм реакций в твердом теле, которые имеют большое значение при получении активных катализаторов. [c.23]

Есть все основания предполагать, что в клетках растений и животных механизм регулирования генной активности лабильной части ДНК хроматина построен по описанному выше принципу Ф. Жакоба и Ж. Моно. Это молекулярный уровень регуляции генной активности ДНК. Он охватывает преимущественно сферу текущих метаболических процессов. [c.18]

Имеются еще два свойства ферментов, которые при их успешном моделировании могли бы открыть новые возможности для техники и, в частности, для химической технологии. Первое из них—способность связываться в системы, действуя при этом строго согласованно. В этих системах имеется, как мы знаем, механизм регулирования, причем специфические вещества могут интенсивно влиять на их активность скорость процессов управляется за счет саморегулирования системы по типу обратной связи. Второе свойство, наглядно выявляемое в живой клетке, определяют словами динамичность структуры этих катализаторов. Здесь имеют в виду то, что они непрерывно распадаются и затем вновь возникают (клеточный биосинтез). Активность катализаторов, как это давно известно, часто повышается одновременно со снижением их устойчивости однако в технике это могло бы быть выгодным — лучше иметь непрочный катализатор, но очень быстро и точно выполняющий свои функции. В клетке, благодаря тонкой системе регулирования, после распада сразу возникнут новые порции фермента (катализатора) взамен разрушившихся, и таким образом система в целом будет вполне устойчивой и притом работающей наиболее эффективно. Любой фактор, уничтожающий фермент, может быть нейтрализован за счет процесса быстрого образования новых молекул катализатора. [c.331]

Активность катализатора в процессе полимеризации определяется не только концентрацией активных центров на поверхности или в растворе, но и реакционной способностью. Определение этих характеристик для возможно большего числа катализаторов имеет огромное значение для предсказания каталитической активности, выяснения деталей механизма каталитической полимеризации, обнаружения и объяснения связи между строением мономеров и их реакционной способностью и разработки методов регулирования активности катализаторов. [c.184]

Детальное обсуждение роли конформационных изменений в механизмах регулирования ферментативной активности выходит за рамки данной монографии, и здесь будут рассмотрены только некоторые аспекты этой проблемы. [c.249]

Кроме механизмов, регулирующих активность ферментов, существуют механизмы, которые определяют количество синтезируемого фермента. Изменение количества фермента представляет собой один из наиболее решающих факторов в регуляции обмена веществ. Речь идет не только о регулировании скорости биосинтеза ферментов, но и о взаимопревращении активной и неактивной форм фермента. [c.437]

Мы смогли остановиться лишь на небольшой части встречаюш ихся здесь проблем и полученных интересных результатов. В частности, не было возможности упомянуть очень важный и интересный вопрос о механизмах регулирования катализаторами химического и пространственного строения продуктов реакции и тесно связанную с этим проблему общих и специфических механизмов осуществления кибернетических функций в гомогенном и гетерогенном катализе. Без существенного продвижения наших знаний о внутренней кибернетике катализа и о ее механизмах вряд ли возможны крупные успехи в предвидении катализаторов для новых типов сложных реакций. Предпосылки для такого предвидения имеются и заключаются они в следующем. Установлены определенные широкие качественные корреляции между электронно-физическими свойствами твердых тел и их каталитической активностью. Многое сделано для выяснения механизма модифицирования и развития теории приготовления катализаторов. Серьезные успехи достигнуты в кинетике каталитических процессов и в изучении их механизмов. Благотворное влияние оказывает развитие родственных гетерогенному катализу новых разделов гомогенного катализа. Быстро совершенствуется экспериментальная техника исследований. Поэтому, несмотря на отсутствие законченных обобщающих теорий катализа, уже сейчас имеется возможность решать экспериментальные задачи изыскания новых и улучшения известных катализаторов быстрее и эффективнее, чем раньше. В ряде случаев возможно и предвидение катализаторов для простейших реакций. [c.37]

Все это показывает, что динамическая структура ферментов оказывается фактически не основной причиной повышенной активности их — она возможна и для жестких глобул белков — а механизмом регулирования селективности и защиты активного центра фермента от конкурирующих влияний посторонних примесей, строение которых заметно отличается от строения молекул субстрата. Динамическая [c.280]

До СИХ пор предполагалось, что при больших концентрациях субстрата ско-рость ферментативной реакции не зависит от этой концентрации. Однако су-ш ествуют ферментативные реакции, имеюш ие характерную зависимость стационарной скорости от концентрации субстрата в виде кривой с максимумом. Подобного рода зависимость объясняется так называемым субстратным торможением (ингибирование), которое является следствием образования (наряду с активным) неактивного комплекса субстрата с ферментом. Соотношение вероятностей образования активного и неактивного комплексов меняется с изменением концентрации субстрата. При больших концентрациях субстрата преобладает вероятность образования неактивных комплексов ЕЗ , которые включают одновременно две молекулы субстрата. Как будет показано дальше, именно субстратное угнетение ферментов — наиболее типичная причина нелинейности биохимических систем. Наличие такого типа нелинейности обусловливает важные, с точки зрения механизмов регулирования, свойства ферментативных систем множественность стационарных состояний, колебательный характер изменения переменных. [c.65]

Рассмотрим адсорбционный механизм регулирования функциональной активности ферментов важнейших метаболических путей более подробно, так как он реализуется с участием различных мембранных структур клетки. [c.82]

Охарактеризуйте основные механизмы регулирования функциональной активности ферментов и ферментных систем в клетке. [c.100]

Что понимают под адсорбционным механизмом регулирования ферментативной активности [c.100]

Удаление адениловой группы, ведущее к возникновению деаде-нилированной формы фермента, резко повышает его каталитическую активность. Аналогичный механизм регулирования активности фермента путем присоединения и удаления остатка уксусной кислоты (ацетилирование — деацетилирование) обнаружен для цит- [c.114]

Краткосрочный и долгосрочный механизмы регулирования активности мембранных ферментов в реальных условиях in vivo дополняются многочисленными компонентами функциональным сопряжением одного фермента с другими, наличием каскадных механизмов регуляции, модуляцией активности белков мембран в результате воздействия физических агентов. В целом процесс регулирования функционирования векторных белков-ферментов биомембран рассматривается как сложное-вза-имодействие подсистем универсального регуляторного механизма, обеспечивающее структурно-функциональную интеграцию компонентов мембран и поддержание клеточного гомеостаза (рис. 25). Универсальность основных регуляторных механизмов векторных ферментов биомембран обусловлена сходством их [c.95]

Говоря о генетически модифицированных сортах, устойчивых к насекомым-вредителям, следует отметить одну важную деталь. Все они являются более совершенными продуктами генетической инженерии по сравнению с первыми гербицидоустойчивыми формами. При их создании, в частности, использованы более точные механизмы регулирования активности трансгенов за счет применения не вирусных промоторов, а растительных. Так, в Bt-кукурузе использован промотор гена фосфоенолпируваткарбоксилазы самой же кукурузы, который обеспечивает экспрессию (активность) Bt-генов исключительно в зеленых тканях растения (листьях, стебле). Именно благодаря этому нет Bt-протеина в зрелом зерне и силосе. Для создания Bt-картофеля использован другой промотор — ats 1А малой субъединицы рибулозо- [c.49]

На основе многочисленных и разнообразных исследований капнллярных процессов в отдельных поровых каналах и реальных продуктивных пластах можно констатировать, что механизм движения воды и нефти в пористой среде за счет внутренней энергии весьма сложен и описать все его признаки для разнообразных реальных условий затруднительно. Вместе с тем доказано, что этот вид движения нефти и воды в пористой среде обусловливается не только природными физико-геологическими свойствами системы нефть—вода—порода, но и внешними факторами — величиной давления, скоростью фильтрации, температурой и. др. Следовательно, и механизм, и активность капиллярных процессов при заводнении нефтеносных пластов не являются неизменными, нерегулируемыми. Наиболее доступным средством воздействия на капиллярные процессы в реальных условиях является регулирование таких факторов, как давление и скорость фильтрации, которые поддаются изменению обычными промысловыми средствами. С этой точки зрения можно определить, какое состояние этих внешних факторов в пластах — установившееся или неуста-новившееся, благоприятствует проявлению капиллярных процессов при их заводнении. [c.42]

Огромные успехи исследований механизмов кодирования наследственной информации и биосинтеза белка, ферментативного катализа и регулирования активности ферментов, действия антибиотиков и гормонов, всей той области изучения живого, которую принято называть молекулярной биологией, приучили всех к мысли о том, что в структурах молекул жизни положение буквально каждого атома строго обусловлено и подчинено выполнению предназначенных для этих молекул биологических функций. Именно в атом смысле принято обычно говорить о специфичности биополимеров, прочно ассоциировавшейся в сознании исследователей с однозначным соответствием между структурой и выполняемой функцией. При таком комплексе стр>т<турного детерминизма трудно было освоиться с представлением о специфичности полисахаридов, для многих из которых характерна статистичность структур, микрогетерогенность и, нередко, хаотичность распределения различных моносахаридных остатков по цепи. И, тем не менее, накапливающийся материал по сложному и высоко специализированному функционированию углевод ных полимеров в живых системах убеждает в том, что и в этой области возможен и необходим перевод функций- нальных свойств биополимеров на язык молекулярных структур, т. е. применим основной принцип молекулярной) [c.162]

Установлен механизм регулирования ферментативной активности путем действия ингибитора (или активатора) на специфичный центр белковой молекулы с опосредованной передачей воздействия на активный центр фермента через белок. Обнадужены эффекты кооперативного взаимод. неск.. молжул субстрата на белковой матрице. Найден способ жесткого выведения фермента из процесса посредством индуцированной субстратом необратимой инактивации. [c.81]

Скелетные катализаторы на основе металлов платиновой группы благодаря своей высокой активности и стабильности, а также легкости приготовления ( в отличие от метода Адамоа — Фрамптона) начинают привлекать все большее внимание исследователей [1—4]. С точки зрения создания теории подбора оптимальных катализаторов наибольший интерес представляет вопрос о взаимосвязи физико-химических свойств скелетных катализаторов со структурой и фазовым составом исходных сплавов. Свойства скелетных катализаторов на никелевой основе определяются главным образом составом исходных сплавов и механизмом их коррозии [5—8]. Наличие целого ряда интерметалли-дов в двойных системах Р1 — А1, Р(1 — А1 и КЬ — А1 открывает широкую возможность для регулирования активности и в особенности селективности катализаторов. [c.300]

Основные научные исследования относятся к химии физиологически активных соединений и энзимоло-гин. Изучал химию и механизм биологического действия антибиотика циклосерина, создал (1962) новый метод его химического синтеза. Открыл (1964) принцип создания биологически активных антагонистов аминокислот. Разработал (1978—1980) нути создания физиологически активных веществ на основе фосфорорганических соедн-ионпй. Исследовал способы химического регулирования активности ферментов. [c.615]

Можно предположить, что дикий тип бактерий вырабатывает всегда некоторое вещество — подавитель, или репрессор, — которое мешает образованию матриц для синтеза белка. Цистрон i, активный в диком штамме клеток, управляет синтезом внутриклеточного (эндогенного) ренрессора. Роль молекул индуктора, вводимого в клетку извне, заключается в химическом связывании ренрессора. В присутствии индуктора репрессор выводится из строя и запускается синтез фермента. Этот гипотетический механизм регулирования действует либо на уровне переноса информации в хромосоме,, либо на уровне цитоплазматического синтеза белка (синтез на рибосомах). В конститутивном штамме i подавитель не синтезируется, так как его цистрон поврежден. Поэтому синтез белка не подавлен, матрица образуется и функционирует на полную мощность. [c.488]

Изучено влияние химического состава и связанных с ним подвижйости кислор.ода решетки (Ео), работы выхода электрона (Дф) и электропроводности (о) окисных катализаторов (индивидуальных окислов и их смешанных систем) на их активность и изби )атепьность в реакциях глубокого окисления олефинов и парциального окисления по С — Н-свяаи. Анализ выявленных закономерностей проведен на основе простой двухстадийной схемы механизма гетерогенных окислительно-восстановительных реакций. Показано наличие функциональной связи между изменением активности и избирательности катализаторов при варьировании их химического состава и изменением при этом таких параметров, как Ео и Дф. Знание этих функциональных вависимостей позволяв определить пути регулирования активности и избирательности окисных катализаторов. [c.502]

В монографии рассмотрен механизм процессов, протекающих в системах общего типа ионный возбудитель полимеризации—полярный мономер. Обсуждены природа активных центров и механизм элементарных актов в ионных системах, затронута проблема реакционноспособности полярных мономеров. Основное содержание книги составляет критическое ив. южение результатов исследований по кинетике и механизму анионной и катионной полимеризации ненасыщенных полярных мономеров ви-нильного ряда и гетероциклических соединений. Специальное внимание уделено механизму регулирования строения полимерной цепи при образовании макромолекул под действием различр ых ионных агентов. Рис.—90, таб. г.—88, библ.—483 назв. [c.2]

Пытаясь выяснить возможную химическую природу этого вещества-регулятора, мы должны будем использовать уже полученные. нами сведения о механизмах регулирования биений ундулоподии Вряд ли в качестве регулятора можно использовать АТФ-рецептор сам потребляет чужую АТФ, поставляемую специализированными биохимическими системами, но им может быть какой-либо регулятор АТФ-азной активности. Опираясь на знания биохимии современных организмов, мы должны были бы поручить эту роль ионам кальция. Диффузия по трубке ионов кальция или связывающих их веществ могла бы служить хорошим способом управления биения ресничек. Правдоподобность такого способа регуляции двигательной активности следует из многих данных о работе различных аппаратов движения. Именно так регулируется сокращение стебелька сувойки. Изменение концентрации ионов кальция регулирует работу мышц всех видов — недаром роли кальция в биологических процессах посвящаются специальные книги (см., например, [64]). Примем пока, что внутри одной клетки регуляторные импульсы от рецепторов передаются двигательным органеллам по специальным трубам в виде порций ионов кальция или веществ, изменяющих состояние кальция в ундулоподиях. [c.201]

Настоящее учебное пособие является дальнейшим развитием и существенным дополнением к разделу Мембранология учебника по биофизике, написанного коллективом авторов кафедры биофизики и биотехнологии Воронежского государственного университета (В. Г. Артюхов, Т. А. Ковалева, В. П. Шмелев, 1994). В нем более детально изложены вопросы, касающиеся структурно-функциональной организации молекулярных компонентов биомембран, в том числе и с точки зрения участия последних в осуществлении процессов клеточного метаболизма (глава 1). Большое внимание уделено рассмотрению проблем передачи информации в клетке и роли биомембран в регулировании активности важнейших ферментов и ферментных систем (на примере адсорбционного механизма регуляции гликолитического комплекса). Представлены современные воззрения о взаимосвязи механизмов интеграции метаболических процессов, нейрогуморальной регуляции функций клеток, путях регулирования векторных ферментов [c.8]

Пути регулирования активности векторных ферментов биомембран Одним из наиболее актуальных вопросов современной мембранологии является выяснение принципов и механизмов регуляции векторных ферментов биомембран (в том числе Na% К -АТФазы), выполняющих разнообразные жизненно важные функции не только для отдельных мембранных структур, но и для клетки в целом. Полифункциональный характер Na , К -АТФа-зы (см. раздел 1.2.4), т.е. сочетание в ней метаболической, транспортной и рецепторной функций, определяет существование достаточно сложных механизмов ее регуляции. Кроме того, изучение механизмов функционирования и регулирования транспортных АТФаз на уровне отдельных клеток и субклеточных компонентов актуально не только в теоретическом, но и в практическом аспекте для оценки степени и характера нарушений этих механизмов при некоторых патологических состояниях, связанных с изменением ионного состава среды и накоплением активных форм кислорода (см, главу 3). Рассмотрим основные пути регулирования функциональной активности одного из ключевых [c.91]

Участие компонентов биомембран в осуществлении и регулировании метаболических процессов в клетке. Общая характеристика процессов передачи информации в клетке. Понятие о первичных и вторичных мессенджерах. Классификация, особенности структурно-функциональной организации мембранных белков-рецепторов. Характеристика аденилатциклазного и фосфо-инозитидного пути передачи сигнала в клетку. Роль ионов в осуществлении метаболических процессов с участием мембран. Адсорбционный тип регуляции метаболизма. Понятие о метаболоне, физиологическое значение его образования. Пространствен-но-структурная организация ферментных систем клетки (на примере гликолитического комплекса и цикла Кребса), Экспериментальные исследования взаимодействия ферментов гликолиза с различными структурными компонентами клетки. Модели структуры гликолитического комплекса в скелетных мышцах и на внутренней поверхности мембран эритроцитов. Эстафетный механизм работы ферментов в клетке. Механизмы регулирования функциональной активности векторных ферментов биомембран. Пути нейрогуморальной регуляции функций клеток. [c.284]

Наиболее существенное следствие предложенной нами модели состоит в том, что понимание механизма окислительного фосфорилирования требует детального изучения реакций малого цикла, а не большого. Следует подчеркнуть, что в настоящее время количество экспериментальных работ по изучению кинетики АТФазной реакции необозримо (см. [56—60]), тогда как кинетике реакций, непосредственно связанных с синтезом АТФ, посвящены лишь единичные работы [74, 79, 80]. По-видимому, это связано, во-первых, с экспериментальными трудностями изучения кинетики окислительного фосфорилирования, а во-вторых, с тем, что необычные эффекты АДФ до самого последнего времени рассматривались как регуляторные. Последнее заслуживает краткого обсуждения. Появление аномального кинетического поведения ферментов в биохимии вообще и применительно к АТФазе в частности нередко связывают с особенностями ферментов как регулируемых катализаторов. Весьма часто, однако (и это справедливо в отношении функционирования АТФ-синтетазы митохондрий), в стороне от обсуждения остается вопрос что именно и для каких физиологических нужд регулируется аномальным немихаэлисовским поведением. Кроме явной несостоятельности общего утверждения о существовании регуляторных мест связывания для нуклеотидов в молекуле р1 слабой их стороной является отсутствие количественных оценок. Сродство р1 к АДФ при образовании медленного комплекса неактивной АТФазы чрезвычайно велико (К 10 — в отсутствие фосфата и /С 10- М — в присутствии физиологических концентраций фосфата). Это означает, что при реальных концентрациях АДФ в матриксе митохондрий специфическое для АДФ место связывания всегда насыщено нуклеотидом, и регулирование активности фермента внешним сигналом, реализующимся небольшими изменениями концентрации АДФ, неосуществимо. С другой стороны, так как основной функцией р1 является синтез АТФ, логично предположить, что постоянная насыщенность фер- [c.47]

Как изменение структуры гйдратных комплексов II формы связи молекул воды в них повлияет на ход биохимических процессов в пашем организме, на наше самочувствие и поведение По теории Полинга, изменение свойств гйдратных комплексов под влиянием анестетиков приводит к наркозу. Анализ основных за-коиомерностей действия анестетиков, а также нервных и мышечных (паралитических) ядов, наркотиков и галлюциногенов показывает, что во всех этих случаях именно реакция расслоения является универсальным механизмом выключения активного функционирования клеток. Иными словами, вода внутри клеток нашего организма — не пассивный растворитель, и закономерности ее связывания биологически активными веществами могут быть использованы для объяснения некоторых биохимических механизмов регулирования и саморегулирования не. только в патологических состояниях, но и в нормальной работе систем организма, в том числе гормональной. Эта сторона роли связанной воды представляется наиболее существенной в работе живой клетки, ей мы посвятим первую часть нашей книги. [c.10]

Более целесообразно получать олигомеры винилалкиловых эфиров полимеризацией по катионному механизму. Внинилалкиловые эфиры очень активны в реакции катионной полимеризации, поэтому здесь практически исключается возможность изомеризации в ходе процесса. Для регулирования молекулярной массы олигомеров в этой случае удобно применять соединения - агенты передачи цепи. В зависимости от концентрации агента передачи цепи могут быть получены олигомеры с различной молекулярной массой и, следовательно, с разной вязкостью. [c.36]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология