Модуляторы ферментов отрицательные

Другим заслуживающим внимания примером может служить регуляция активности глутаминсинтетазы у Е. соИ, в которой участвует целый набор аллостерических эффекторов. У этой бактерии глутамин играет роль донора аминогрупп при биосинтезе многих метаболических продуктов (рис. 22-9). Известно восемь продуктов обмена глутамина, которые выполняют у Е. соН функцию отрицательных модуляторов активности глутаминсинтетазы, действуя по типу обратной связи. Глутаминсинтетаза-один из самьк сложных регуляторных ферментов, какие мы знаем. [c.660]

Подобные типы ингибирования конечным продуктом и активирования первым продуктом свойственны аллостерическим (регуляторным) ферментам, когда эффектор, модулятор, структурно отличаясь от субстрата, связывается в особом (аллостерическом) центре молекулы фермента, пространственно удаленном от активного центра. Следует, однако, иметь в виду, что модуляторами аллостерических ферментов могут быть как активаторы, так и ингибиторы. Часто оказывается, что сам субстрат оказывает активирующий эффект. Ферменты, для которых и субстрат, и модулятор представлены идентичными структурами, носят название гомотропных в отличие от гетеротропных ферментов, для которых модулятор имеет отличную от субстрата структуру. Взаимопревращение активного и неактивного аллостерических ферментов в упрощенной форме, а также конформационные изменения, наблюдаемые при присоединении субстрата и эффекторов, представлены на рис. 4.25. Присоединение отрицательного эффектора к аллостерическому центру вызывает значительные изменения конфигурации активного центра молекулы фермента, в результате чего фермент теряет сродство к своему субстрату (образование неактивного комплекса). [c.156]

Регуляция глюконеогенеза. Важным моментом в регуляции глюконеогенеза является реакция, катализируемая пируваткарбоксилазой. Роль положительного аллостерического модулятора этого фермента выполняет ацетил-КоА. В отсутствие ацетил-КоА фермент почти полностью лишен активности. Когда в клетке накапливается митохондриальный ацетил-КоА, биосинтез глюкозы из пирувата усиливается. Известно, что ацетил-КоА одновременно является отрицательным модулятором пируватдегидрогеназного комплекса (см. далее). Следовательно, накопление ацетил-КоА замедляет окислительное декарбоксилирование пирувата, что также способствует превращению последнего в глюкозу. [c.341]

В каждом мультиферментном комплексе имеется, по крайней мере, один аллостерический фермент, осуществляющий регуляцию суммарной реакции всего ферментного ансамбля. Чаще всего этот фермент катализирует скорость первой (самой медленной) реакции, а его отрицательным модулятором является конечный продукт всего процесса в целом. [c.82]

Б. Влияние положительного (активирующего) модулятора ( +), отрицательного (ингибирующего) модулятора (—) и отсутствия модулятора (0) на аллостерический фермент, для которого характерно изменение величины Ко, при постоянной величине Кривые, [c.261]

Наиболее чувствительный тип регуляции синтеза аминокислот-это аллостерическое ингибирование первой реакции биосинтетического пути конечным продуктом данной последовательности реакций (разд. 9.18 и 13.11). Первая реакция биосинтетического пути обычно необратима и катализируется аллостерическим ферментом. На рис. 22-8 аллостерическая регуляция показана на примере синтеза изолейцина из треонина, о котором мы уже говорили ранее (разд. 9.18). Конечный продукт-изолейцин-действует как отрицательный модулятор первой реакции этого пути. Такого рода аллостерическая, или нековалентная, модуляция синтеза аминокислот обеспечивает у бактерий быстрый ответ на изменение ситуации. [c.660]

Легко видеть, что влияние температуры на взаимодействия между ферментами и их субстратами и модуляторами сулит организмам как добро , так и зло . Если усиление взаимодействия, определяемого слабой связью (или евязями), облегчает протекание какого-то процесса, то изменение температуры, стабилизирующее эту связь (или связи), может давать организму преимущество. Если, например, более высокая способность фермента к присоединению молекулы субстрата благоприятна для его активности (что, как мы знаем, имеет место при низких концентрациях субстрата) и если слабые связи, стабилизирующие фермент-субстратный комплекс, при низкой температуре усиливаются, то возможно частичное снятие замедляющего влияния низкой температуры на данную реакцию. Если же, наоборот, слишком высокая или слишком низкая температура делает основанное на слабых связях взаимодействие между ферментом и субстратом (или модулятором) очень нестабильным, то это может сказываться на реакции и на организме отрицательно, [c.222]

Чрезмерно высокие или очень низкие величины сродства к субстратам отрицательно сказывались бы также на регуляторных эффектах положительных и отрицательных модуляторов. Если сродство и так уже велико, то добавление положительного модулятора могло бы настолько понизить кажущуюся Км, что это тотчас же привело бы к насыщению фермента — с только что рассмотренными нежелательными последствиями. Если же сродство к субстрату невелико, то воздействие отрицательного модулятора может привести к полному прекращению работы фермента. [c.276]

Б. Фермент с чрезвычайно высоким сродством к субстрату. П1)и отсутствии модуляторов такой фермент будет давать макси.мальную скорость реакции в значительной части физиологического диапазона концентраций субстрата. Поэтому увеличение количества субстрата приведет к быстрому экспоненциальному повышению насыщенности им фермента, который и так уже забит субстратом в присутствии положите.тьного модулятора дело будет обстоять еще хуже. Отрицательный же модулятор бч лет лишь незначительно снижать активность фермента сродство к субстрату останется настолько высоким, что адекватная реакция на сигнал, требующий снижения или прекращения катали.за, может оказаться невозможной. [c.277]

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]

Водородные ионы могут вызывать еще один отрицательный эффект, опять-таки сходный с механизмом воздействия некоторых отрицательных модуляторов на ферментативный катализ. Снижение pH может уменьшать и максимальную способность гемоглобина связывать кислород, т. е, ион водорода понижает не только сродство гемоглобина к О2, но и характеристику, аналогичную l max- для ферментов (рис. 115,5). Это влияние pH на кислородную емкость гемоглобина называют эффектом Рута. Сильно выраженный эффект Рута часто сопутствует большому эффекту Бора. [c.364]

Модуляторы ферментов делятся на два класса. Положительные модул.чторы, как это следует из их названия, повышают активность ферментов, тогда как отрицательные модуляторы оказывают противоположное действие. Ферменты, рег Л 1руемые модуляторами, называются регуляторными. Не все ферменты являются в этом смысле регуляторными, н мы увидим, что положение регуляторных ферментов в метаболических последовательностях играет ключевую роль в механизмах, регулирующих обмен веществ. [c.18]

Второй тип регуляции синтеза аминокислот - путем изменения концентрации фермента. Такие ферменты не имеют аллостериче-ских отрицательных модуляторов. [c.124]

Когда специфический ингибирующий, или отрицательный, модулятор связывается с аллостерическим центром, что происходит при повьппении концентрации модулятора в клетке, фермент переходит в. менее активздю или совсем неактивную форму, т.е. вьпслючается Когда же концентрация модулятора в клетке снижается, ингибитор покидает аллостерический центр и фермент вновь включается , т е. переходит в активную форму. [c.259]

В случае гетеротропных ферментов, для которых модулятором служит не субстрат, а какой-либо другой метаболит, трудно говорить о какой-то общей для них форме кривой насьпцения суб- стратом, так как она зависит от того является ли модулятор положительным (активирующим) или отрицательным (ингибирующим). Если модулятор [c.260]

В мьшщах действует второй механизм регуляции гликоген-фосфорилазной активности. Фосфорилаза Ь, сравнительно мало активная форма, может становиться более активной в результате нековалентного связывания с аллостерическим модулятором этого фермента, которым является АМР концентрация же АМР в мышцах возрастает по мере распада АТР в сократительных системах (рис. 15-14, см. также разд. 14.17). Активации фосфорилазы Ь под действием АМР препятствует АТР, выступающий в роли отрицательного модулятора. Таким образом, активность фосфорилазы [c.463]

Фосфофруктокиназа (ФФК)-это сложный аллостерический фермент, управляемый многими положительными и отрицательными модуляторами. Механизмам его регуляции (у разных клеток различным) посвящены десятки научных статей. В скелетных мыщцах активность фосфофруктокиназы определяется концентрациями субстратов этого фермента (АТР и фруктозо-6-фосфата) и его продуктов (ADP и фруктозо-1,6-дифосфата) все эти соединения играют роль аллостерических регуляторов. Очень важны также в качестве регуляторов АМР, цитрат, ионы Mg , фосфат и некоторые другие метаболиты, присутствующие в мышечной ткани (табл. 15-1). Однако, хотя регуляции ФФК зависит от сложного взаимодействия ряда факторов, главными отрицательными модуляторами этого фермента являются АТР и цитрат, а самыми активными положительными модуляторами-АМР и фруктозо-1,6-дифосфат. Всякий раз, когда при очень активном мыщечном сокращении концентрация АТР падает, а энергии требуется больше, фосфофруктокиназная активность усиливается, даже если концентрация фрукто-зо-6-фосфата очень низка (об этом свидетельствует тот факт, что зависимость [c.465]

Выше мы видели, что АТР и ADP являются модуляторами важных регуляторных ферментов, участвующих в гликолизе, цикле лимонной кислоты и окислительном фосфорилировании АТР действует как отрицательный модулятор, а ADP обычно стимулирует катаболизм углеводов. Вследствие этого любое изменение отношения действующих масс [ATP]/[ADP] [PJ, в норме весьма высокого, может соответствующим образом изменять также и активность некоторых регуляторных ферментов центральных катаболических путей. Имеются, однако, среди этих ферментов и такие, для которых положительным модулятором служит АМР. Чтобы оценить участие в метаболической регуляции наряду с АТР и ADP также и АМР, Даниэль Аткинсон ввел понятие энергетического заряда и использовал его в качестве одной из характеристик энергетического состояния клеток. Энергетический заряд есть мера заполнения всей аденинну-клеотидной системы (т.е. суммы АТР, ADP и АМР) высокоэнергетическими фосфатными группами [c.541]

Фруктозодифосфатаза имеет молекулярную массу 150000 и для проявления активности нуждается в ионах Mg . Это тоже регуляторный фермент. Он резко ингибируется отрицательным модулятором АМР, а положительным модулятором служит для него АТР. [c.605]

На рис. 20-2 указаны регуляторные пункты глюконеогенеза и гликолиза. Первым таким пунктом в глюконеогенезе является реакция, катализируемая регуляторным ферментом пируваткарбоксилазой. Этот фермент практическч неактивен в отсутствие ацетил-СоА, который играет роль его положительного аллостерического модулятора. Поэтому биосинтез глюкозы из пирувата усиливается всякий раз, когда в клетке накапливается больше митохондриального ацетил-СоА чем ей в данный момент требуется в качестве топлива для цикла лимонной кислоты. Поскольку ацетил-СоА служит вместе с тем также отрицательным, или ингибирующим, модулятором пируват- [c.606]

Рис. 22-9. Аллостерическое ингибирование глутаминсинтетазы у Е. соИ. У этого организма глутамин является предшественником указанных здесь продуктов. Все они способны ингибировать фермент по типу обратной связи. Такое действие нескольких отрицательных модуляторов называется согласованным ингибированием. Глутаминсинтетаза резко ингибируется также избытком АТР, под влиянием которого она переходят в неа ивную форму вследствие ковалентной модификации тех остатков тирозина в ее субъединицах, которые важны для каталитической активности. В животных тканях активность глутаминсинтетазы регулируется гораздо более простым способом.

Рис. 3. Влияние положительных (-1-) и от-рицате.чьных (—) модуляторов на регуляторные ферменты трех различных типов. А. Кривая насыщения субстратов всегда имеет гиперболическую форму, и модуляторы — как положительные, так и отрицательные —влияют только на Б. Кривые насыщения имеют сигмоидную форму, и модуляторы здесь тоже влияют только на кажущееся сродство к субстрату — ве-

А. Предполагаемая структура аспартат —карбамоилтрансферазы . o/i. В состав частицы входят 2 каталитических протомера (из трех С-субъединиц каждый) и 3 регуляторных протомера (из двух -субъединиц кал дыи). Фермент показан в неактивной конформации, образующейся под действием ЦТФ, и в активной конформации, образованию которой способствует АТФ. Присоединение ЦТФ ведет к изменению области связей между цепями R и С области других связей (С С и R R) ие изменяются. В. Кривые насыщения аспартатом для аспартат —карбамоилтрансферазы в присутствии отрицательного модулятора (ЦТФ) и положительного модулятора (АТФ). [c.133]

Важную роль в определении функциональных свойств фермента играет его локальное окружение — каталитическая среда , в которой он действует. Положительные и отрицательные органические модуляторы, водородные ионы, неорганические ионы, молекулы, к которым присоеди[ ек фермент, если ои обладает пятеричным уровнем структуры, — все эти факторы могут влиять на каталитические и регуляторные свойства фермента. Хотя изменения любого из этих факторов каталитической среды (или всех одновременно) в принципе могли бы служить основой компенсаторных изменений ферментативной активности, пока известен только один пример такого рода модуляционной стратегии, касающийся липопротеидных ферментов. [c.288]

Первый фермент определенной феригентной системы, способный ингибироваться, называется регуляторным, или аллостерическим, ингибирующий метаболит — вффектором, или модулятором. Ингибирующий эффектор называют отрицательным эффектором, или отрицательным модулятором. Регуляторный фермент может находиться в точке разветвления мультиферментных систем. Простейшим типом регуляторной ферментной системы является мультиферментная система, катализирующая превращение 1-треонина в Ьизолейцин. [c.126]

Скорость необратимой в физиологических условиях реакции биосинтеза лимонной кислоты находится под корпролем нескольких одновременно действующих факторов. В опытах с очищенными ферментативными препаратами найдено, что АТФ является отрицательным аллостерическим модулятором цитратсин-тазы (цитрат-оксалоацетат-лиаза, ацетилирующая КоА, 4.1.3.7). Эффект нуклеотида обусловлен повышением константы Миха-элиса фермента для ацетил-КоА. [c.173]

Поток энергии и вещества (в виде атомов углерода) в ходе метаболизма зависит от процессов синтеза ферментов и активации проферментов. Однако процессы эти необратимы. Как и все белки млекопитающих, ферменты распадаются на аминокислоты (обновление белков). В бактериальных клетках активность фермента может разбавляться из-за распределения его среди дочерних клеток, образующихся в результате последовательных делений. Хотя оба механизма приводят к уменьшению концентрации фермента и как следствие к уменьшению каталитической активности, идут такие процессы медленно и сопровождаются большими затратами вещества представим себе по аналогии, что мы выключали бы свет, разбивая лампочку, а затем, чтобы снова его включить, вкручивали бы новую лампочку. Ясно, что гораздо эффективнее регулировать активность фермента, включая и выключая его. Каталитическая актюность некоторых ключевых ферментов действительно регулируется с помощью низкомолекулярных метаболитов (см. гл. 6). Низкомолекулярные модуляторы, подавляющие ферментативную активность, называют отрицательными модуляторами, а повышающие ее—положительными. Мы рассмотрим их в гл. 10 и в последующих главах. [c.90]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология