Ингибирование и активация ферментов

Рис. 20.7. Схема регуляторных механизмов ряда процессов углеводного обмена млекопитающих реакции катаболизма (гликогенолиз, гликолиз, окислительное декарбоксилирование пирувата, цикл ТКК) — сплошные линии реакции анаболизма (глюконеогенез, синтез гликогена) — пунктирные линии. Активация ферментов (+) ингибирование (-). Главные регуляторные ферменты (Т) — гликогенфосфорилаза ( ) — фосфофруктокиназа (з) — пируватдекарбоксилаза (7)— изоцитратдегидрогеназа ( - пируваткарбоксилаза — гликогенсинтаза

В зависимости от численных значений множителей а и (3 эффектор Э может выступать в роли либо ингибитора (I), либо активатора (А, промотора) ферментативной реакции. Полный кинетический анализ и сводная таблица возможных частных случаев ингибирования и активации фермента в рамках схемы (6.14) даны в работе [6]. Некоторые частные случаи имеют особое значение и широко применяются для описания кинетики ферментативных процессов. К их числу относится полное конкурентное ингибирование, полное неконкурентное ингибирование, бесконкурентное ингибирование, простая активация и некоторые типы смешанного ингибирования и активации. [c.219]

Важнейшим этапом регуляции синтеза липидов служит активация ацетил-СоА — карбоксилазы цитратом (гл. 8, разд. В,2 рис. 11-1). Помимо этого, синтез и распад триглицеридов, накапливающихся в печени и жировой ткани, находятся под сложным гормональным контролем. Так, адреналин и глюкагон, стимулируя образование с АМР, вызывают активацию липаз, которые расщепляют триглицериды таким путем происходит мобилизация жировых депо. С другой стороны, инсулин способствует накоплению жиров этот эффект обусловлен не только увеличением активности ферментов липогенеза, и в первую очередь АТР-зависимого цитратрасщепляющего фермента [уравнение (7-70)], но также ингибированием образования с АМР и, как следствие, подавлением липолиза в клетках. Наконец, сывороточная липопротеидлипаза. (называемая также осветляющим фактором ) расщепляет липиды, входящие в состав сывороточных липопротеидов, в процессе прохождения последних через мелкие капилляры. Освобождающиеся при этоМ жирные кислоты поступают в клетки, где вновь включаются в состав-липидов [44]. [c.556]

Часто бывает также, что эта регуляция, которая может быть как положительной (активация), так и отрицательной (ингибирование), осуществляется одним из конечных продуктов данной цепи реакций. По этой причине ингибиторный тип регуляции был назван ингибированием по типу обратной связи, или ретроингибированием (см. рис. 15.9. Р А —> В Р —> В С). Такое ингибирование первых этапов катаболизма (или противоположный процесс — активация) основано на аллостерических эффектах. Примером аллостерического ингибирования являются ферменты, катализирующие ключевые этапы, например, изоцитратдегидрогеназа в цикле трикарбоновых кислот, фосфофруктокиназа в гликолизе, фосфори-бизилпирофосфатсинтетаза в синтезе пуриновых нуклеотидов и многие другие. [c.462]

Важно понимать, что природный токсин устроен таким образом, что нуждается в химической активации со стороны фермента. В результате активации между ингибитором и ферментом протекает реакция, которая приводит к необратимому ингибированию последнего. Таким образом, фермент благодаря специфичности своего действия катализирует собственную инактивацию, или самоуничтожение . [c.452]

Ионам Са принадлежит центральная роль в регуляции многих клеточных функций. Изменение концентрации внутриклеточного свободного Са является сигналом для активации или ингибирования ферментов, которые в свою очередь регулируют метаболизм, сократительную и секреторную активность, адгезию и клеточный рост. Источники Са могут быть внутри- и внеклеточными. В норме концентрация Са в цитозоле не превышает 10 М, и основными источниками его являются эндоплазмати-ческий ретикулум и митохондрии. Нейрогормональные сигналы приводят к резкому повышению концентрации Са (до 10 М), поступающего как извне через плазматическую мембрану (точнее, через потенциалзависимые и рецепторзависимые кальциевые каналы), так и из внутриклеточных источников. Одним из важнейших механизмов проведения гормонального сигнала в кальций—мессенджерной системе является запуск клеточных реакций (ответов) путем активирования специфической Са -кальмодулин-зависимой протеинкиназы. Регуляторной субъединицей этого фермента оказался Са -связывающий белок кальмодулин (мол. масса 17000). При повышении концентрации Са в клетке в ответ на поступающие сигналы специфическая протеинкиназа катализирует фосфорилирование множества внутриклеточных ферментов —мишеней, регулируя тем самым их активность. Показано, что в состав киназы фосфорилазы Ь, активируемой ионами Са , как и КО-синтазы, входит кальмодулин в качестве субъединицы. Кальмодулин является частью множества других Са -свя-зывающих белков. При повышении концентрации кальция связывание Са с кальмодулином сопровождается конформационными его изменениями, и в этой Са -связанной форме кальмодулин модулирует активность множества внутриклеточных белков (отсюда его название). [c.296]

В клетке существ)чот также рецепторы (напр,, ацетилхолина, чувствительного к мускарину), к-рые тормозят синтез цАМФ. Эти рецепторы функционируют в комплексе с регуляторными G-белками, отличными от тех, к-рые участвуют в активации фермента. Благодаря механизму активации и ингибирования А. нейроэндокринная система может регулировать концентрацию цАМФ в клетке. [c.32]

Наиболее широко распространенным механизмом регуляции ферментов в клетках является, по-видимому, аллостерическая активация или ингибирование, которые вкратце рассмотрены выше (разд. Б, 6). Метаболические пути контролируются аллостерическими механизмами самых разных типов наиболее распространенными из них являются следующие два механизма. Первый может быть назван активация предшественником. Метаболит, действующий как аллостерический эффектор, включает фермент, катализирующий превращение либо этого же метаболита, либо продукта, находящегося немного далее в цепи превращений. Например, на рис. 6-15 метаболит С (предшественник) активирует фермент, который катализирует практически необратимое превращение соединения D. В других случаях активация является менее прямой. Вк,тюченный фермент может участвовать в образовании второго [c.69]

Скорость окислительных стадий цикла определяется скоростью реокисления NADH в цепи переноса электронов. При некоторых условиях ее может лимитировать скорость поступления Ог. Однако в аэробных организмах она обычно определяется концентрацией ADP и (или) Р , доступных для превращения в АТР в процессе окислительного фосфорилирования (гл. 10). Если в ходе катаболизма образуется больше АТР, чем это необходимо для энергетических потребностей клетки, концентрация ADP падает до низкого уровня, выключая, таким образом, процесс фосфорилирования. Одновременно АТР, присутствующий в высоких концентрациях, действуя по принципу обратной связи, ингибирует процессы катаболизма углеводов и жиров. Это ингибирование осуществляется во многих пунктах метаболизма, часть которых показана на рис 9-3. Важным участком, на котором осуществляется такое ингибирование, является пируватдегидрогеназный комплекс (гл 8, разд К2) [19]. Другим таким участком сложит цитратсинтетаза— фермент, катализирующий первую реакцию цикла трикарбоновых кислот [20]. Правда, существуют сомнения относительно того, имеет ли такое ингибирование физиологическое значение [16]. Уровень фосфорилирования аденилатной системы может регулировать работу цикла еще и другим способом, связанным с потребностью в GDP на стадии е цикла (рис. 9-2). В митохондриях GTP в основном используется для превращения АМР в ADP. Следовательно, образование GDP зависит от АМР — соединения, которое образуется в митохондриях при использовании АТР для активации жирных кислот [уравнение (9-1)]. [c.324]

Находящийся в клетке ингибитор связывается с конформером А и при достаточно высокой концентрации переводит весь фермент в неактивную форму А. Фермент оказывается выключенным или по крайней мере обладает очень низкой активностью. Прн высоких же концентрациях активатора фермент будет включен за счет стабилизации конформации В. Доля молекул фермента, находящихся в активной форме В, определяется концентрацией ингибитора, активатора и субстрата в клетке в данный момент времени. Подобное соотношение между ингибированием и активацией лежит в основе многих явлени11 регуляции клеточного метаболизма (гл. 1, разд. Е). [c.36]

Таблица 4,3. Активация ферментов деградации и ингибирование ферментов синтеза путем фосфорилировании

Б. Ингибирование и активация ферментов [c.27]

Активация и Синтез ингибирование белка ферментов [c.259]

Для того чтобы только цитрат (или изоцитрат) мог регулировать активность этого фермента в клетке, он должен осуществлять превращение неактивной формы фермента в активную при физиологических концентрациях. Ф. Линен и сотр. [26] показали, что для активации фермента одним только цитратом его концентрация в клетке должна быть слишком высокой. Они также изучили ингибирование активности фермента с помощью пальмитоилкофермента А и других ацильных производных кофермента А. Эти ингибиторы действуют в гораздо более низких, концентрациях и конкурируют с цитратом, который является активатором фермента. По-видимому, здесь мы имеем еще один пример того, как фермент, катализирующий первую стадию метаболического процесса, ингибируется конечными продуктами. Повышение концентрации жирных [c.63]

На третьей - фармакодинамической - стадии изучаются проблемы распознавания лекарственного вещества (или его метаболитов) мишенями и их последующего взаимодействия. Мишенями могут служить органы, ткани, клетки, клеточные мембраны, ферменты, нуклеиновые кислоты, регуляторные молекулы (гормоны, витамины, нейромедиаторы и т.д.), а также биорецепторы. Рассматриваются вопросы структурной и стереоспе-цифичной комплементарности взаимодействующих структур, функционального и химического соответствия лекарственного вещества или метаболита (например, фармакофорной группировки) его рецептору. Взаимодействие между лекарственным веществом и рецептором или акцептором, приводящее к активации (стимулированию) или дезактивации (ингибированию) биомишени и сопровождающееся ответом организма в целом, в основном обеспечивается за счет слабых связей - водородных, электростатических, ван-дер-ваальсовых, гидрофобных. [c.13]

Схема (117) отражает лишь основные пути гидролиза целлюлозы под действием полиферментной целлюлазной системы. Здесь не показаны процессы образования и превращения соответствующих фермент-субстратных комплексов, ингибирование или активация ферментов промежуточными метаболитами и продуктами гидролиза (см. [19, 20]), адсорбция (в том числе и непродуктивная) целлюлаз на поверхности субстрата н связанные с этим регуляторные явления [21—23] и т. д. Изучая данные закономерности по отдельности, [14—26], можно сделать вывод, что схема (117) является общей для ферментативного гидролиза целлюлозы независимо от состава целлюлазных комплексов и их происхождения. [c.125]

РИС. 6-15. Некоторые механизмы контроля метаболических реакций. На всех приведенных в книге рисунках модуляция активности фермента аллостерическими эффекторами, а также модуляция активности генов (транскрипция и трансляция) обозначается пунктирными линиями, отходящими от соответствующего метаболита. Линии заканчиваются знаком минус в случае ингибирования идерепрессиии знаком плюс в случае активации и депрессии. Кружки соответствуют прямому действию иа ферменты, а квадратики — репрессии или индукции синтеза ферментов. (Подобная схема представлена в работе [66а].) [c.64]

В окружении различных веществ в клетке ферменты взаимодействуют не только с субстратами. При этом скорость превращения субстратов может увеличиваться (активация фермента) или снижаться (торможение, ингибирование ( рмента). Изучение влияния на активность ферментов различных веществ имеет большое практическое значение, а также очень важно для понимания механизма действия ферментов. Например, действие ряда лекарств обусловлено тем, что они являются ингибиторами ферментов. [c.77]

Эта теория дает возможность расширить представления о ферментативном катализе и объяснить механизм ингибирования и активации ферментов. [c.17]

Выявлено, что при окислении медленно окисляемых субстратов, таких как аскорбиновая кислота, в механизме действия пероксидазы заложен сложный регуляторный механизм, имеющий биологическое значение. В основе этого механизма лежит способность самих субстратов регулировать процесс окисления. При этом аскорбиновая кислота, являющаяся основным антиоксидантом растений, может активировать реакции собственного пероксидазного окисления. Предложено, что данный регуляторный механизм обеспечивает выполнение избирательной антиоксидантной функции пероксидазы в растениях. Установлено биологическое значение эффекта активации пероксидазы в реакциях окисления медленно окисляемого субстрата в присутствии быстро окисляемого и ингибирование активности фермента высокими концентрациями субстрата. Выявленные закономерности позволяют понять механизм действия большого количества соединений, используемых в предпосевной обработке семян и обладающих стимулирующим, ретардантным, ингибирующим действием в отдельности, а также в различных сочетаниях. Пероксидаза входит в состав комплекса ферментов, катализирующих окисление различных соединений, используемых в аэробных метаболических процессах, интенсивность которых возрастает в процессе набухания и прорастания семян. До сих пор являются спорными вопросы относительно эффектов активирования всхожести семян низкими концентрациями соединений и механизмы понижения всхожести семян высокими концентрациями веществ. На основании полученных данных мы предложили механизм участия пероксидазы в этих процессах. Поскольку фермент является показателем проте- [c.69]

Известны полиферментные системы, в которых скорость ферментативных реакций регулируется концентрацией конечного продукта в цепи последовательных превращений. В основе этого вида регуляции лежит ингибирование (или активация) ферментов первой стадии биосинтеза конечными продуктами реакции, называемое ингибированием (или активацией) по типу обратной связи. Ингибиторы и активаторы, действующие по принципу обратной связи, называются эффекторами. [c.434]

Г. Подберите к каждому из выбранных в пункте В соединений соответствующий механизм действия ) аллостерическое ингибирование ферментов ЦТК 2) разобщение дыхания окислительного фосфорилирования 3) аллостерическая активация ферментов ЦТК 4) ингибирование ферментов ЦПЭ [c.145]

Онкологические заболевания. Многочисленные работы посвящены изучению антиканцерогенного действия флавоноидов как в различных модельных системах, так и непосредственно в клинике [5]. Считают [199], что флавоноиды могут ингибировать процессы канцерогенеза благодаря нескольким механизмам ингибирование процессов метаболической активации проканцерогенов в реактивные интермедиаты или собственно канцерогены (1), индукция и активация ферментов, катализирующих процессы детоксикации канцерогенов (2) и прямое химическое взаимодействие с активными канцерогенами, препятствующее повреждающему воздействию последних на важнейшие внутриклеточные мишени — молекулы ДНК, РНК и белков (3). В отношении онкологических заболеваний наиболее исследованы, по-видимому, катехины. В частности, показано, что основной компонент зеленого [c.163]

Действие ингибиторов и активаторов на мономерный фермент, представленный двумя взаимопревращающимися формами А и В (рис. 6-10), можно описать уравнениями типа (6-48) и (6-49) [схема (6-47)], отдельные члены которых соответствуют ингибированию и активации. Равновесие между двумя конформерами может быть охарактеризовано также при помощи уравнения (4-44). Для мономерных ферментов обычно нецелесообразно разделять константы и /Свх [см. уравнение (4-44)], характеризующие соответственно конформационное изменение и связывание субстрата или активатора. [c.36]

Здесь следует заметить, что выяснение, какой (или какие) конкретно ферменты ответственны за метаболизм химического соединения, представляет отдельную и очень непростую задачу. Один из способов её решения описан в [9]. Очевидно, что определение фермента, метаболизирующего новый лекарственный препарат, а также вопросы, связанные с ингибированием или активацией ферментов, должны решаться на стадии разработки нового фармпрепарата. Однако в рутинной клинической практике всегда останется вопрос какова будет реакция конкретного пациента на приём данного лекарства или комбинацию лекарственных средств. [c.475]

Более распространенным типом регуляции, чем активация предшественником, является ингибирование по типу отрицательной обратной связи, когда накопление конечного продукта метаболической цепи приводит к выключению ферментов, необходимых для его синтеза. Чаще всего подавляется активность первого фермента, занимающего ключевое положение в данной биосинтетической цепи. В то же время продукт часто подавляет активность более чем одного фермента цепи (рис.6-15). Когда клетка продуцирует два или большее число изоферментов, специфическим продуктом нередко ингибируется только один из них. Например, на рис. 6-15 продукт Р подавляет активность только одного из двух изоферментов, катализирующих превращение А в В активность же другого контролируется путем химической модификации. [c.70]

Структура и свойства аденилатциклазной системы. Взаимодействие гормона с рецептором запускает цепь биохимических реакций, приводящих к характерному ответу клетки. В настоящее время установлено, что в большинстве случаев первым событием, происходящим в клетке после взаимодействия гормонов с их рецепторами, является активация или ингибирование мембранного фермента аденилатцик.пазы, катализирующего реакцию (см, с. 240). [c.239]

Какие факторы могут привести к отклонению кинетики ферментативной реакции от уравнения Михаэлиса 2. Опишите случай ингибирования (активации) ферментативной реакции избытком субстрата. Приведите примеры. 3. Какие модели аллостерического взаимодействия ферментов с субстратами вы знаете 4. Почему схема Хилла неудовлетворительно описывает аллостерические эффекты 5. Почему схема (2.33) не описывает аллостерические эффекты 6. Напишите основные уравнения модели Моно-Уаймена-Шанжё. 7.1Сакое значение имеют аллостерические эффекты в регуляции биологических процессов [c.116]

О-белки делятся на несколько типов, причем один из них выполняет стимулирующую, а остальные-ингибирующую функции. Взаимодействие соответствующего О-белка с ферментом-усилителем сигнала приводит к изменению свойств фермента и соответственно к изменению его активности. В случае циклического АМФ (рис. 9.11) возможна как активация аденилатциклазы, так и ее ингибирование (в зависимости от типа О-белков, участвующих в трансформации сигнала). Итогом будет изменение скорости синтеза цитоплазматического цАМФ-активатора протеинкиназ, регулирующих функцию клеточных белков в результате их фосфорилирования. В неактивном состоянии протеинкиназа представляет собой димер из [c.317]

Особый интерес представляет проблема вовлечения Ка , К -АТФазы в общие путги передачи сигнала в клетке, а также ее фосфорилирование протеинкиназами и взаимодействие с внутриклеточными белками (см. главу 2). Установлено, что а-субъединица фермента является мишенью для сАМР-зависимой" протеинкиназы (протеинкиназы А) и фосфолипидзависимой протеинкиназы С и ионов кальция. Противоречивые данные (ингибирование, активация, отсутствие эффекта) о характере влияния [c.49]

Ионы Са регулируют большое число биохимических процессов — от активации или ингибирования ряда ферментов до таких сложных, как нервная и мышечная возбудимость или пролиферация клеток. Регуляция происходит путем изменения концентрции Са , так же, как и в случае гормонов, цАМФ, ИФ и других [c.215]

Особый вид регуляции ферментов - аллостерическая регуляция. Это может быть ингибирование или активация, и в этом случае действующие факторы называют ингибиторами или активаторами, или общим термином - алло-стерические эффекторы, т.е. действующие как бы в другом месте реакции (аллос - другой, иной). Обычно такой тип регуляции наблюдается в сложных многоступенчатых биохимических реакциях и называется часто ингибированием по типу обратной связи продукт последовательной реакции (иногда продукт реакции или близкий к нему интермедиат) ингибирует активность на одной из ранних стадий. [c.34]

Эффектор (Effe tor) Небольшая молекула, связывающаяся с репрессором или ферментом и приводящая к их ингибированию или активации. [c.565]

HjO, ЕЮН, эф., бенз. Защищает многие ферменты от инактивации (обычно при 0,01 М), так как избыток меркаптоэтанола поддерживает —SH-rp. белков в восстановленном состоянии. Также образует меркапти-ды с тяжелыми металлами. В некоторых случаях наблюдается ингибирование, а не активация. Использ. (при 0,01-1,0 М) для поддержания легко окисляющихся в-в, особ, тиолов, таких, как oASH, и тетрагидрофолиевой кисл. в восстановленном состоянии. Чистая жидк. медл. разл. на возд. (8% за 6 мес.). Водн. раств. легко окисл. на возд. до-дасульфида, особ, при щел. pH. Разл. минер, кисл., особ. НС1. [c.317]