Сродство регуляция

Автор данной книги весьма скептически оценивает приложения статистической ферментативной кинетики к анализу экспериментальных данных по деструкции полимерных субстратов на базе представлений о характеристических аффинностях индивидуальных сайтов активного центра, или об аддитивности сродства индивидуальных сайтов к мономерным остаткам субстрата. Возможно, этот скептицизм обусловлен определенной приверженностью автора к классической ферментативной кинетике, где четкий математический аппарат, играя лишь вспомогательную роль, не заслоняет красоту логических построений, направленных на выявление все новых кинетических особенностей игры фермента и субстрата. Но дело скорее не в этом, а в том, что постулат о неизменности показателей сродства сайтов, независимо от того, заняты или нет соседние связывающие участки, и независимо от строения (степени полимеризации) субстрата в корне противоречит современным представлениям о динамической структуре фермента и его активного центра. Вообще деление активного центра на определенное и жестко фиксированное число сайтов, тем более с постоянным сродством, не согласуется с обилием данных в современной физико-химической энзимологии о флуктуирующей структуре активного центра, о тонких механизмах регуляции активности и субстратной [c.106]

Адсорбционный механизм регуляции активности гексокиназы скелетной мышцы (И изозим гексокиназы) реализуется в повышении каталитической эффективности фермента вследствие нековалентной иммобилизации на митохондриальных мембранах. Связанная форма фермента по сравнению со свободной обладает большим числом оборотов, повышенным сродством к субстрату глюкозе и менее чувствительна к ингибирующему действию продукта реакции глюкозо-6-фосфата. Связь фермента с наружной митохондриальной мембраной осуществляется преимущественно с участием фосфолипидного компонента мембран и регулируется внутриклеточными метаболитами. Так, Mg + и глюкоза являются адсорбирующими фермент реагентами, АТФ и глюкозо-6-фос-фат (Г-6-Ф) солюбилизируют фермент, контролируя тем самым соотношение разных по каталитической эффективности форм фермента [c.374]

Возможно, аналогичная регуляция степени компартментализации на полирибосомах существует также в случае другого фактора элонгации, EF-1. Л. П. Овчинниковым с сотр. было обнаружено, что поли-рибосомная фракция эукариотической клетки содержит латентную фосфокиназу, которая в определенных условиях может активироваться и специфически фосфорилирует а-субъединицу EF-1 в результате EF-1 утрачивает свое неспецифическое сродство к высокомолекулярным РНК и покидает полирибосомы. Нельзя исключить того, что фосфорилирование EF-la может оказывать влияние на скорость элонгации и служить для регуляции трансляционного процесса в клетке. [c.220]

Имеются многочисленные косвенные данные, позволяющие предполагать, что расположение нуклеосом на ДНК влияет на уровень экспрессии генов. Скорее всего, гистоны, связываясь с регуляторными последовательностями, уменьшают их сродство к различным белкам, входящим в систему регуляции транскрипции. [c.296]

Рецепторы, будучи первичными приемниками внеклеточных сигналов, гибко реагируют на их интенсивность. Они являются регуляторными белками, и на их активность влияют различные факторы типа тех, которые были обсуждены выше. Суммируя механизм регуляции, можно сказать, что активность рецепторов, включая рецепторы гормонов и медиаторов, регулируется, во-первых, числом рецепторов и, во-вторых, их сродством к эффекторам. [c.298]

Цепи ТК, располагающиеся в клеточной стенке, гибко связывают молекулы полимеров ПГ, допуская его лабильное расширение и сжатие. Физиологическую роль ТК связывают с регуляцией ионного обмена и активностью автолитических ферментов. Структурным участком ТК, ответственным за фермент-субстратное сродство авто- [c.83]

Резюмируя, можно сказать, что параметры сродства между ферментом и субстратом играют двоякую роль в регуляции химизма клетки. С одной стороны, они тонко видоизменяют активность различных метаболических путей, с другой — и это столь же важно — они эффективно ограничивают рост концентраций субстратов. В этой последней роли параметры фермент-субстратного сродства можно рассматривать как жизненно важное приспособление для того, чтобы 1) удерживать концентрации растворенных веществ в пределах растворяющей емкости клеточной воды и 2) предотвращать нежелательные и неконтролируемые побочные реакции. [c.120]

Итак, можно думать, что в области ионной регуляции сильное давление отбора действует в четырех главных направлениях. Прежде всего, сама система активного переноса может адаптивно модулироваться в трех важных отношениях. Она изменяется таким образом, чтобы ее ферменты обладали 1) надлежащим сродством к ионам, 2) надлежащей специфичностью по отношению к противоионам и 3) полярностью, необходимой для выполнения требуемой работы. Кроме того, отбор, по-видимому, оказывает важное формирующее влияние на системы взаимодействий, регулирующие направление и интенсивность переноса ионов в соответствии с изменениями солености окружающей среды. [c.166]

РЕГУЛЯЦИЯ СРОДСТВА ГЕМОГЛОБИНА К КИСЛОРОДУ [c.364]

Одним из самых важных факторов, участвующих в тонкой регуляции функции гемоглобина, является внутриклеточная концентрация водородных ионов (pH). С уменьшением pH сродство к кислороду у больщинства гемоглобинов снижается (т, е, величина Р50 возрастает). Поэтому в интенсивно дышащих тканях, где лактат, СО2 и другие кислые или потенциально кислые конечные продукты метаболизма понижают pH крови, гемоглобин освобождает значительную часть связанного им кислорода (рис. 115, А). Это обратное соотношение между pH и Pso называют эффектом Бора. По аналогии с ингибиторами регуляторных ферментов мы можем назвать ион водорода отрицательным модулятором функции гемоглобина . [c.364]

Когда адаптация к изменению среды должна быть почти мгновенной, у организма часто не остается никаких других возможностей, кроме модуляционной стратегии. Если требуется быстрое биохимическое приспособление к изменившимся условиям, адаптивная регуляция функций макромолекул нередко становится вопросом жизни. Мы встречали много примеров такой стратегии, рассматривая функцию гемоглобинов (изменение сродства НЬ к Ог под влиянием 2,3-дифосфоглицерата и др.). Мы отмечали также, особенно в случае ферментов, что изменения в физических параметрах могут вести к немедленному и, по-видимому, адаптивному изменению функциональных свойств макромолекул. Таким образом, хотя круг возможностей этой почти мгновенной адаптации сравнительно узок, организм все же располагает значительным арсеналом средств для защиты от некоторых последствий внезапного изменения среды. [c.378]

Согласно современным представлениям, эта регуляция осуществляется двумя основными механизмами изменением количества (концентрации) рецепторов на мембранах и изменениями сродства к активаторам и сопряжения рецептора с аденилатинклазой. [c.27]

Молекула киназы фосфорилазы состоит из субъединиц четырех типов ар б. Молекулярная масса фермента — 1,3-10 Да — отвечает формуле (аРуб)4- Киназа фосфорилазы играет, как показано, ключевую роль в регуляции обмена гликогена и в сопряжении гликогенолиза и мышечного сокращения. В скелетной мускулатуре она существует в двух молекулярных формах нефосфорилированной ( неактивированная ) и фосфорилированной ( активированная ). Первая активна лищь при pH 8,2, вторая — при pH 6,8 и 8,2. При активации фермента отнощение активностей, измеренных при pH 6,8/8,2, возрастает от 0,05 до 0,9—1,0. Активация киназы достигается фосфорилированием а- и р-субъединиц, которое катализирует цАМФ-зависимая протеинкиназа. Каталитическую роль выполняет -субъединица б-субъединица идентична a +- вязывaющeмy белку — кальмодулину. Ферментативная активность киназы фосфорилазы полностью зависит от ионов На р-субъединице фермента имеется регуляторный центр, обладающий высоким сродством к АДФ. Константа Михаэлиса для АТФ равна [c.223]

Состав и соотношение форм И. (спектр И.) изменяется в зависимости от их локализации в органах и тканях организмов одного вида и даже в разных субклеточных органеллах одной и той же клетки. На спектр И. оказывает влияние разное физиол. состояние организма и патологич. процессы, происходящие в нем. Поскольку И. различаются по свои.м св-вам (оптимуму pH, активации ионами, по сродству к субстратам, ингибиторам, активаторам, кофакторам), то характер их распределения отражает регуляторные механизмы, контролирующие метаболизм. Так, напр., лактатдегидрогеназа представлена в организме человека и животных пятью формами, каждая из к-рых представляет собой тетрамер, состоящий из субъединиц двух типов (а и Р) в разных соотношениях. В сердце и печени представлена в осн. форма 04, а в мышцах-Р . Первая ингибируется избытком пировиноградной к-ты и поэтому преобладает в органах с аэробным типом метаболизма, вторая не ингибируется избытком этой к-ты и преобладает в мышцах с высоким урювнем гликолиза. О важной роли И. в тонкой регуляции метаболич. процессов свидетельствует также изменение их спектра под влиянием разл. воздействий и физиол. состояний (охлаждение, гипоксия, денервация и др.). [c.202]

Регуляция инициации может осуществляться несколькими путями. Во-первых, количественно разный уровень продукции на разных мРНК или разных цистронах одной полицистронной мРНК может осуществляться за счет разной силы инициаторных районов матриц одни весьма эффективно (с большим сродством) ассоциируют с рибосомными частицами и дают начало инициаторному комплексу, в то время как другие делают это медленнее. В частности, [c.233]

На основании вышеперечисленных фактов и наблюдений М. Номура с сотрудниками предложили очень изящную модель координированной регуляции синтеза всех рибосомных белков. Модель основана на идее о конкуренции между рибосомной РНК и мРНК за связывание с сердцевинными рибосомными белками. Такие белки, как S4, S7, S8, L1, Ы, а также белковый комплекс L10 (L7/Ы2)4, имеют сильное сродство к специфическим местам прикрепления на рибосомных РНК, и поэтому по мере их синтеза они немедленно вовлекаются в процесс сборки рибосомных частиц, связываясь с 16S и 23S РНК соответственно. Собственное высокое сродство к рибосомной РНК и кооперативность сборки [c.242]

Белки, осуществляющие негативную регуляцию, называются репрессорами.. Места их связывания на ДНК называются операторами. Способность многих репрессоров связываться со своими операторами зависит от низкомолекулярных лигандов — эффекторов. Эффекторы, снижающие сродство репрессора к оператору,, называются индукторами. В отсутствие индуктора репрессор связывается с оператором и мешает РНК-полимеразе начинать синтез РНК с промотора (промотор репрессирован). В комплексе с индуктором репрессор теряет способность связываться с оператором, в результате чего промотор активируется (индуцируется). Другие реп-рессоры, наоборот, могут связываться с оператором только в комплексе с эффектором (который в этом случае называется корепрес-сором). В присутствии корепрессора промотор неактивен (репрессирован), в отсутствие корепрессора активируется (дерепресси-руется). [c.142]

Другой пример сильного взаимодействия белка с ДНК—регуляция оперона белком-репрессором. Наиболее изученным примером является 1ас-оперон Е. соИ [25]. Ген-регулятор кодирует синтез белка 1ас-репрессора, который затем связывается с соседним оператором. Связывание с белком-репрессором малой молекулы— индуктора, например изопропилтио-р- )-галактопиранозида, вызывает диссоциацию репрессора с операторного участка. Последующая транскрипция трех соседних генов оперона приводит к биосинтезу трех ферментов — Р-галактозидазы, галактозопермеазы и тиогалактозидтрансацетилазы. 1ас-Репрессор представляет собой тетрамерный белок, состоящий из идентичных субъединиц по 347 аминокислот каждая. Сродство репрессора к последовательности ДНК оператора зависит от ионной силы константа диссоциации в клетке, вероятно, менее 10 " моль/л . Структура участка связывания ДНК в 1ас-репрессоре до сих пор не выяснена, однако удаление трипсином 59 остатков с Л -конца и 20 остатков с С-конца предотвращает связывание. Несколько больше известно об участке связывания индуктора. Измерения флуоресценции показывают, что находящийся в участке связывания индуктора остаток триптофана при связывании перемещается в менее полярное окружение. Изучение изменения флуоресценции методом остановленного потока показывает, что процесс связывания проходит в две стадии. Быстрая начальная стадия подчиняется, как и ожидалось, кинетике второго порядка. Более медленная стадия мономолекулярна и, по- [c.569]

Рецепторы серотонина (5-гидрокситриптаминовые или 5-НТ-рецепторы) также действуют как множественные . HTi имеет -сродство к серотонину Ко порядка нМ) и, вероятно, связан со стимулирующими GTP-зависимым N-белком и аденилатциклазой. Напротив, НТг имеет низкое сродство к серотонину. И НТь и НТг связывают серотонинэргический антагонист LSD с высоким сродством. По-видимому, рецепторы серотонина участвуют в регуляции сна, настроения и восприятия боли и отвечают за такие нарушения, как депрессия и синдром Каннера. HTi был солюбилизирован из мембран коры мозга быка детергентами согласно предварительным данным это белок с М 58 ООО, существующий во взаимопревращающихся состояниях с различным сродством к эффекторам. [c.296]

Уменьшение числа рецепторов обычно происходит вследствие интернализации комплекса рецептор — лиганд, что показано, например, в случае рецепторов инсулина и фактора роста нерва (NGF). Впоследствии этот комплекс разрушается лизосомами. Цель этого механизма регуляции, без сомнения, состоит в компенсации избытка лиганда путем ослабления ответа клетки. Регуляция активности рецептора с помощью изменения сродства, например десенсибилизация ацетилхолинового рецептора посредством инкубации с ацетилхолином (см. с. 263), служит той же цели. Десенсибилизация описана для многих рецепторов. В 5-адренэргическом рецепторе она основана на синергическом уменьшении сродства к медиатору и на увеличении сродства к аденилатциклазе, связанном с фосфорилированием рецептора. [c.299]

Физиологически рецепторы функционируют как регуляторные белки. Число, сродство и активность рецепторов находятся под контролем различных механизмов регуляции. Они также являются местом действия многочисленных экзогенных эффекторов, а именно лекарств и токсинов. Некоторые заболевания нервной системы имеют рецепторную природу (миастения и, возможно, шизофрения). Некоторые, так называемые рецепторы, особенно участки связывания лекарств, могут быть в действительности регуляторными связывающими центрами или субъединицами истинных комплексов нейромедиатор — рецептор. Таким образом, мягкие транквилизаторы, бенздиазепины и барбитураты, которые усиливают ингибиторное действие GABA-эргических нейронов, по-видимому, действуют путем стимуляции связывания GABA с ее рецептором. [c.300]

Плазматические мембраны нейронов и мембраны некоторых не нейрональных клеток содержат специфические рецепторы (рецепторы ЫОР), которые связывают N0 вначале с низким, а затем с высоким сродством. Было показано, что рецепторы с высоким сродством образуют кластеры и вместе со связанным ЫОР попадают в клетку при эндоцитозе и транспортируются внутри клетки частично к лизосомам (где происходит их деградация), частично к ядру. При их поглощении нервным окончанием рецептор и ЫОР переносятся путем ретроградного аксонального транспорта. Подобные процессы могут происходить и при других типах гормональной регуляции и поэтому КОР служит своеобразной моделью гормонов и факторов роста. Механизм действия ЫОР в клетке не изучен. В ответ на действие ЫОР наблюдалось фосфорилирование белка и поэтому было постулировано участие в этом процессе сАМР-зависимой протеинкиназы. Идентифицировано несколько субстратов КОР-активированного фосфорилирования (среди них тирозингидроксилаза, рибосомальный белок 56, гистоны Н1 и НЗ и не-гистонные ядерные белки), но не показана связь между этими процессами и физиологической функцией МОР. [c.326]

Ацетилирование и деацетилирование гастонов. Это важный фактор регуляции генной активности. Оказалось, что фермент гистон-ацетилаза ассоциирована с фактором ТАФ (гл. 28). Ацетилирование проходит по терминальному остатку лизина в полипептидной цепи гистона. В результате ацетилирования положительный заряд белка уменьшается и сродство гистона к отрицательно заряженной ДНК снижается. Это может привести к разрушению нуклеосом и деблокированию транскриптона. Деацетилирование гистонов приводит к противоположному эффекту. Специфические ацетилаза и деацети-лаза ассоциированы с белками инициации транскрипции. [c.473]

I Регуляция связывания азота. У многих бактерий нитрогеназа обра- зуется только тогда, когда она необходима, т. е, в отсутствие подходя- щего источника связанного азота. Ионы аммония подавляют синтез нитрогеназы. У пурпурных и зеленых бактерий под влиянием этих ионов уменьшается также активность уже синтезированного фермента. В регуляции образования нитрогеназы большую роль, очевидно, играет глу-таминсинтетаза. Глутаминсинтетаза и глутаматсинтаза нужны бактериям для включения ионов аммония в органические соединения в том случае, если эти ионы присутствуют лишь в низкой концентрации. Эта система обладает высоким сродством к ионам аммония и поддерживает их концентрацию в клетке на низком уровне. Повышение концентрации ионов аммония в окружении клетки (а тем самым и внутри клетки) подавляет образование глутаминсинтетазы, а в результате-и нитрогеназы. 3 [c.402]

Для того чтобы два тесно сопряженных между собой процесса—перенос электронов и гликолиз, каждый из которых нуждается в АДФ,— могли функционировать непрерывно, количество АДФ в системе должно быть достаточно большим. Если отношение АДФ/АТФ в клетке понизится, то замедление реакции должно, по-видимому, начаться сначала в той системе, которая обладает меньшим сродством к АДФ. Поскольку ферменты системы гликолиза имеют более высокую константу Михаэлиса для АДФ, чем ферменты дыхательной цепи, то можно предсказать, что в аэробных условиях, когда АДФ легко превращается в АТФ в ходе реакции окислительного фосфорилирования, процесс гликолиза начнет замедляться и затем совсем прекратится. Подавление брожения воздухом фактически впервые обнаружил Пастер. Однако высказывались и другие предположения относительно механизма этого явления, получившего название эффекта Пастера. Так, например, ортофосфат требуется для окислительного фосфорилирования и в то же время служит субстратом для гликолити чес кого фермента глицеральдегид-З-фосфатдегидрогена-зы. Следовательно, убыль фосфата в результате окислительного фосфорилирования может привести к торможению гликолиза. Другая интерпретация эффекта Пастера вытекает из попытки ответить на вопрос почем,у злокачественные ткани образуют в аэробных условиях в значительных количествах лактат, в то время как нормальные ткани этим свойством не обладают В этом случае происходит нарушение того механизма регуляции, с которым мы уже познакомились. Этот эффект можно объяснить по аналогии [c.55]

Каков же механизм регуляторного переключения обмена, как осуществляется повышение скорости аэробного гликолиза и каким образом происходит его торможение Существующие представления о механизме П. Э. не отвечают на поставленные вопросы. В 1941 г. Линен [3] и Джонсон [4] независимо друг от друга выдвинули гипотезу о механизме П. Э. Эту гипотезу затем дополнили Линен [5] и другие авторы [6, 7], и в настоящее время она наиболее популярна, как это видно из дискуссии на симпозиуме по регуляции клеточного метаболизма, происходившем в Кембридже в 1958 г. Гипотеза связывает П. Э. с дыхательным фосфорилированием и с кругооборотом фосфата в клетке. Скорость гликолиза и дыхания лимитируется одним и тем же фактором — концентрацией неорганического фосфата и адениннуклеотидов. Химическое сродство ферментов дыхательного фосфорилирования ставит их при конкуренции за эти вещества в преимущественное положение по сравнению с ферментами гликолиза. В результате этого адениннуклеотиды и неорганический фосфат оказываются сосредоточенными на митохондриях (М), по месту локализации ферментов дыхательного фосфорилирования, и, следовательно, пространственно обособлены от ферментов гликолиза, локализованных в гиалоплазме [6, 7]. [c.107]

Эта гипотеза импонирует своей простотой и ясностью, если речь идет о механизме торможения гликолиза, но она не дает никакого объяснения другому феномену — аэробному гликолизу. В самом деле, остается непонятным — каким образом изменяется вдруг сродство ферментов к коэнзимам, в результате чего коэнзимы перемещаются из митохондрий в гиалоплазму и соединяются с фер.мен-тами гликолиза. Непонятно также, как осуществляется перемещение коэнзимов из гиалоплазмы снова на митохондрии и соответственно — переход от аэробного гликолиза к П. Э. Иными словами, гипотеза Линена — Джонсона объясняет только одно состояние, но не объясняет противоположного состояния и, следовательно, не дает толкования регуляции в целом. [c.107]

Наконец, последний аспект фосфофруктокиназного катализа, повышающий точность регуляции активности ФФК в мышце, касается сродства между ферментом и субстратом. Так, мышечная ФФК обладает в 2—3 раза большим сродством к субстрату — фруктозо-6-фосфату, чем аналогичные ферменты из других тканей поэтому при физиологических условиях она [c.49]

Напомним, что параметры сродства могут использоваться для регуляции интенсивности катализа только при ненасыщающих [c.263]

Известны и другие ферментные системы, которые, подобно системе ацетилхолинэстераз радужной форели, акклимированной к 12 °С, состоят одновременно из нескольких изоферментов с различной зависимостью Ки от температуры. Одна из таких систем — изоцитратдегидрогеназа радужной форели. Оказалось, что в популяции можно обнаружить ряд фенотипов, различающихся по этому ферменту, причем влияние температуры на катализируемую им реакцию в большой мере зависит от количественных соотношений между содержанием различных изоферментов в клетках (рис. 91). У особей, имеющих только изофермент Аг, не обнаруживается положительной температурной модуляции, тогда как у особей, обладающих помимо изофермента кг также изоферментами В2 и Сг, отмечается компенсаторное уменьшение сродства фермента к субстрату при температурах выше 10 °С. Можно думать, что особи, имеющие все три изофермента, получают некоторое преимущество, так как активность изоцитратдегидрогеназы не будет у них подвержена таким резким колебаниям в летний период, как у особей, обладающих только изоферментом Аг. У последних, возможно, существует какой-то иной путь регуляции активности этого фермента при изменчивых летних температурах. [c.281]

В регуляции сродства гемоглобина к кислороду могут также участвовать низкомолскулярные вещества, образующиеся внутри эритроцитов. Например, в эритроцитах млекопитающих сродство НЬ к О2 уменьшается с увеличением концентрации [c.364]

Регуляция Ю аболических процессов может осуществляться на разных уровнях постепенно возрастающей сложности. Простейший путь регуляции — это влияние на скорость ферментативной реакции компонентов реагирукодей системы внутриклеточная концентрация субстрата (субстратов) ферментов, коферментов каждого промежуточного продукта, ионов металлов, внутриклеточное значение pH. Каждый фермент в мультнферментной системе характеризуется определенным оптимумом pH и сродством к своему субстрату (субстратам), продукту (продуктам), а также к своему ко-ферменту или активатору (иону металла). [c.124]

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]

Регуляция тиролиберин гипоталамуса стимулирует выделение тиротропина. Соматотропин ингибирует выделение тиротропина. Циркулирующие в крови Т3 и Т4 подавляют секрецию тиролиберина и тиротропина Т4 подавляет синтез тироглобулина. Иодтиронины транспортируются в комплексе с ТВС и ТВРА. Сродство гормонов к ТВС в 100 раз выше, чем к ТВРА. Синтез ТВС происходит в печени [c.401]

Регуляция активности ферментов. Вторичные посредники фитогор-мопов. В этом случае реакция на фитогормон проявляется в течение нескольких минут с момента резкого повышения его концентрации. Такие эффекты объясняются изменением активности ферментов, причем общее число молекул того или иного фермента практически не меняется, но их активность возрастает или снижается вследствие взаимодействия с алло-стерическим эффектором, в роли которого может выступать фитогормон или его метаболит, что приводит к изменению сродства фермента к субстрату. Таким образом, быстрые ответные реакции на фитогормон объясняются изменением активности уже существующих в клетке ферментов. [c.335]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология