Модификация фермента

Рис. 4.24. Нековалентная модификация фермента путем аденилирования-деадени-лирования.

Среди различных путей модификации ферментов в живых организмах, имеющих регуляторное значение, наиболее широко известно и наиболее обстоятельно изучено фосфорилирование гидроксигрупп ферментов, в первую очередь гидроксигрупп остатков серина и треонина. Фосфорилирование происходит путем переноса 7-фосфата молекулы АТФ на гидроксигруппу и катализируется специальными ферментами, известными под общим названием протеинкиназ. В реакциях, катализируемых протеинкиназами, участвуют два белка — один в качестве катализатора, а другой, в ряде случаев тоже фермент, в качестве фосфорилируемого субстрата. [c.424]

Рис. 4.23. Ковалентная модификация фермента путем фосфорилирования-дефосфо-рилирования остатков серина.

Важно отметить, что в пролиферативно покоящихся клетках происходит модификация ферментов, за счет изменения их конформации, либо изменяется структура субстрата, что в любом случае влияет на фермент-субстратные взаимодействия. [c.92]

Следовательно, можно прийти к заключению, что стабильность ферментов, ковалентно связанных с нерастворимыми носителями, определяется не только физической или химической природой носителя, но также и характером химической модификации фермента при ковалентном присоединении его к носителю. [c.436]

Другим возможным сочетанием химических и ферментативных методов является химическая модификация фермента, приводящая к изменению его специфичности. Было показано, например, что расщепление 55 РНК частично алкилированной пиримидил-РНК-азой приводит к более крупным олигонуклеотидным фрагментам, чем действие необработанным ферментом [c.72]

Ковалентная модификация ферментов — это обратимый процесс, заключающийся в ковалентном связывании или удалении определенной группы, что изменяет активность фермента. Напри- [c.232]

Модификация ферментов. Под модификацией понимается незначительное изменение химического состава молекулы фермента, приводящее к изменению каталитической активности. [c.33]

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]

Вполне возможно, что регуляция ферментативной активности белка путем его модификации, катализируемой другими ферментами, широко распространена в живых организмах [815]. Все известные модификации ферментов являются результатом присоединения или потери фосфатных или нуклеотид- [c.124]

Химическая модификация фермента. Некоторые белки при формировании третичной структуры подвергаются постсинтетической химической модификации (см. главу 1). Оказалось, что активность ряда ключевых ферментов обмена углеводов, в частности фосфорилазы, гликогенсинтазы и др., также контролируется путем фосфорилирования и дефосфорили-рования, осуществляемого специфическими ферментами—протеинкиназой и протеинфосфатазой, активность которых в свою очередь регулируется гормонами (см. главу 10). Уровень активности ключевых ферментов обмена углеводов и соответственно интенсивность и направленность самих процессов обмена определяются соотнощением фосфорилированньгх и де-фосфорилированных форм этих ферментов. [c.154]

Виды регуляции с помощью ковалентной модификации ферментов [c.406]

Др. тип регуляции активности ключевых ферментов-их хим. модификация (напр., обратимое ковалентное фосфорилирование, гликозилирование). Нек-рые ферменты активны в модифицированном, а ряд ферментов - в немодифици-рованном состоянии. Хим. модификация и превращение модифицированного фермента в исходную форму катализируются разными ферментами, чаще всего аллостерич. природы, к-рые, т. обр., выступают в роли регуляторов активности ферментов. Так, катализирующая фосфорилирование белков, в т. ч. ферментов, цАМФ-зависимая протеинкиназа-тетрамерный белок, состоящий из двух типов субъединиц (полипептидов). Фермент активен лишь после связывания двух молекул циклич. аденозинмонофосфата (цАМФ) с двумя регуляторными субъединицами в результате такого связывания фермент диссоциирует на две каталитически активные субъединицы и димер, с к-рым связаны две молекулы цАМФ. Т. обр., изменение активности ферментов путем их хим. модификации дополняет аллостерич. регуляцию и составляет часть каскадного механизма регуляции. Хим. модификацию ферментов осуществляют также специфич. протеазы, катализирующие ограниченный протеолиз и тем самым инактивирующие ферменты (напр., разрушая апоформы ферментов) или, наоборот, превращающие неактивные проферменты (напр., проферменты пищеварит. протеаз-пепсина и трипсина) в каталитически активные формы. [c.219]

В настоящее время наибольшее признание имеет точка зрения, согласно которой модификация ферментов, участвующих в обмене циклических мононуклеотидов, и внутриклеточная концентрация последних являются одними из ранних реакций, связанных со стимулированием пролиферации или дифференцировки. [c.82]

Модификация ферментов может приводить к существенным изменениям их эффективности и специфичности. Это часто позволяет составить представление о роли тех или иных участков молекулы фермента в проявлении им каталитических свойств. Можно различать три типа модификаций 1) протеолитическая модификация, т.е. отщепление (или присоединение) определенного фрагмента полипептидной цепи 2) химическая модификация - введение в белок чужеродных фрагментов и группировок и 3) направленный мутагенез - замена одних остатков аминокислот на другие. Последний тип модификаций стал возможен в последнее время в связи с развитием техники рекомбинантных молекул и, несомненно, имеет большое будущее в отношении исследований связи структуры и активности ферментов. [c.195]

Существует очень большое число работ по химической модификации ферментов, в том числе и амидгидролаз (см. обзоры [163,2076-20803). [c.196]

В опубликованных недавно книгах и обзорных статьях можно найти множество примеров ингибиторов, специфичных к активному центру [312, 313, 315]. Помимо химической модификации фермента и аффинного мечения за последние десять лет разработано еще несколько новых методов. Хотя эти методы и не имеют прямого отношения к бноорганнческому моделированию ферментов, о них все же следует упомянуть, так как в приложении к биологическим системам с их помощью можно получить полезную информацию, К ним относятся введение фотоаффинной метки [316] и использование флуоресцентной спектроскопической линейки [317]. Эти разработанные недавно методы включают в основном биофизические приемы, обсуждение которых выходит за рамки данной книги, но которые важны для лучшего понимания биологических процессов. Получаемая информация может быть ценным руководством к планированию и созданию новых биоорганических моделей биологически важных макромолекул. [c.450]

В настоящее время около половины идентифицированных ферментов находятся в клетках и тканях в виде множественньгх молекулярньгх форм, имеющих единую субстратную специфичность, но отличающихся по физико-хими-ческим или иммунологическим свойствам. Генетическая основа молекулярной гетерогенности обусловлена наличием нескольких генов, каждый из которых кодирует одну субъединицу фермента или одну его молекулярную форму. Кроме того, различные молекулярные формы одного и того же фермента могут кодироваться в одном генном локусе, имеющем множественные аллели. Генетически детерминированные молекулярные формы называются изоэнзимами. Посттрансляционные модификации ферментов, обусловленные локальным протеолизом, ковалентными модификациями, белок-белковыми взаимодействиями и т. д., являются причиной образования множественных молекулярных форм, не являющихся истинными изоэнзимами, но играющими существенную роль в метаболических процессах. Наиболее часто встречаются так называемые конформеры — молекулярные формы, имеющие одинаковую первичную структуру, но отличающиеся по своей конформации. Это возможно в том случае, если эти конформации достаточно устойчивы, т. е. соответствуют уровню свободной энергии, близкой к минимальной. Только такие конформационные варианты белков, которые воспроизводимо фиксируются посредством электрофоретических, хроматографических или иных методов, могут рассматриваться как конформеры. [c.83]

Регуляция гликогеногенеза. В гл. 18 приведена регуляция расщепления гликогена (гликогенолиза) посредством обратимой ковалентной химической модификации фермента гликогенфосфорилазы (фосфорилирование — дефосфорилирование). Гликогенсинтаза также существует в двух формах — фосфорилированной и дефосфорилированной, но она регулируется реципропно по отношению к гликогенфосфорилазе, т. е. прямо противоположным образом. В результате сложного каскада реакций фосфорилирование активной гликогенсинтазы а приводит к переходу ее в фосфорилированную неактивную форму [c.280]

Основной углевод молока лактоза образуется путем переноса глико-зильного остатка от иОР-галактозы непосредственно на глюкозу [уравнение (12-11), реакция а. Аналогичный перенос галактозильного остатка на К-ацетилглюкозамин [уравнение (12-11), реакция б] протекает во многих животных тканях. Здесь мы сталкиваемся с удивительным примером регуляторной модификации фермента. Трансфераза, катализирующая реакцию б [уравнение (12-11), в присутствии а-лак-тальбумина становится лактозосинтетазой, т. е. ферментом, катализиру- [c.531]

Обычно различают обратимую ковалентную и нековалентную химические модификации ферментов, осуществляемые через ОН-группы серина, реже—тирозина или за счет нековалентных взаимодействий с молекулой фермента. В первом случае активным ферментом оказывается или фосфо-рилированная, или дефосфорилированная форма, как в случае с молекулами мыщечной фосфорилазы и гликогенсинтазы соответственно (см. главу 10). В качестве примеров можно в виде схемы представить оба типа модификации, в которой символом Р обозначается остаток фосфата, Р — неорганический фосфат (Н3РО,), РР — неорганический пирофосфат (Н,Р,0,), АМФ —остаток адениловой кислоты (рис. 4.23 4.24). [c.154]

Химическая постсинтетическая модификация ферментов включает, кроме того, процессы ограниченного протеолиза (см. ранее), метилирования (см. главу 13), гликозилирования, уридилирования, аденилирования, АДФ-рибозилирования и др., обеспечивая тем самым микроскопический [c.154]

Модификация белков [1]. Н. взаимодействует со свободными аминогруппами белка (5), при этом NH. замещается нитрогуаиидиль-иой группой другими словами, он осуществляет питрогуанидирова-ние белка и модифицирует его замещением положительно заряженных аммонийных групп неосновными нитрогуанидильными группами.Таким образом, реакция имеет значение для направленной модификации ферментов. Остатки тирозина, триптофана и гистидина действию М. не подвергаются. [c.445]

Для аффинной модификации ферментов используют тип реагентов, названных суицидными (реагенты-самоубийцы). Эти соединения сами по себе инертны при мягких условиях, но при воздействии фермен-га превращаются в реакционноспособный интермедиат, который может вызывать аффинную модификацию. Например, известно, что р-гидроксиацил-СоЛ под действием фермента Р-гидроксидеканоил-АСР гидролазы (3-гидроксидеканоил-[ацилпереносящий белок]дегидратаза ЕС 4.2.1.60) превращается в р.у-еноил-СоЛ в результате промежуточного отщепления протона Р-Н+ по уравнению [c.330]

Ферментная инженерия позволяет изменить структуру выпуска тонких биохимикатов, ускорить темпы обновления их ассортимента и развития производства [78]. Суть ферментной инженерии состоит в иммобилизации (закреплении) индивидуальных очищенных ферментов на специальных носителях и в модификации ферментов, что позволяет устранить такие недостатки природных ферментов, как необходимость использования их в растворе, при температурах не более 30 - 85 °С и других мягких условиях. [c.62]

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]

Процесс модификации фермента, стимулируемый гормонами, может включать элемент обратной связи, так как эндогенные сигналы, в ответ на которые освобождается гормон, иногда содержат конечные продукты стимулированной ими цепи реакций. Так, например, глюкагон, который стимулирует метаболизм в печени, как показано на рис. 12.5, освобождается в ответ на понижение уровня глюкозы в крови освобождение глю-кагона приводит к быстрому уменьшению содержания гликогена в печени и в конечном счете к восстановлению уровня глюкозы в крови. [c.123]

В следующей главе мы рассмотрим вопрос о том, каким образом изменение формы фермента при фосфорилировании усиливает или подавляет его активность. Последующее удаление фосфатной группы, сводящее к нулю эффект фосфорилирования, достигается при помощи другого фермента, называемого фосфопротеш-фосфатазой Ковалентная модификация ферментов - это регуляция в новом измерении, поскольку она делает возможной регуляцию специфических последовательностей реакпий такими сигналами (например, гормонами), которые не являются промежуточными продуктами метаболизма. [c.110]

Белок-дисульфидная изомераза в значительном количестве присутствует в эндоплазматических ретикулумах различных типов клеток эукариот. Ее активность хорошо коррелирует с уровнем синтеза секреторных белков [185]. Химические перекрестные модификации фермента свидетельствуют об избирательности его взаимодействий с синтезируемыми на рибосомах в эндоплазматическом ретикулуме полипептидными цепями иммуноглобулинов [186]. Введение очищенной изомеразы в микросомы, предварительно освобожденные от нее щелочной или детергентной обработкой, вновь восстанавливает котрансляционное образование дисульфидных связей при внеклеточном рибосомном синтезе белковой цепи [184]. [c.413]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология