Множественные молекулярные формы ферментов

Критерий, по которому отличают изоферменты и множественные молекулярные формы ферментов, связан [c.537]

Важную роль в регуляции жизненных функций организма играют изоферменты, т. е. генетически обусловленные множественные молекулярные формы ферментов. Изоферменты, одинаковые по специфичности действия, различаются регуляторными свойствами. Они дифференцированно отвечают на сигналы высших регуляторных систем, функционируют в различных физиологических условиях. [c.438]

Множественные молекулярные формы ферментов [c.83]

Открытие изоферментов предоставило широкую возможность для постановки и разрешения некоторых кардинальных проблем энзимологии, генетики, эволюционного учения и систематики. К настоящему времени стало ясно, что множественность молекулярных форм ферментов, и не только ферментов, является общим правилом. Наличие многообразия таких форм расширяет биохимические возможности белков. Как пишет П. С. Редькин [1974], каждый изофермент можно условно определить как элементарную информативную единицу метаболической и генетической регуляции. По мере усложнения жизни происходило развитие изоферментных систем, сопровождающее дифференциацию и интеграцию структурных уровней организации, что обеспечило увеличение независимости организма от внешних факторов. [c.23]

Участие множественных молекулярных форм ферментов в регуляции метаболизма можно проиллюстрировать на примере синтеза аминокислот у бактерий. У Е. соИ аспартаткиназная реакция предшествует синтезу трех аминокислот треонина, лизина, метионина. Имеются три изоэнзима аспартаткина-зы (АК-1, АК-2 и АК-3), которые по принципу обратной связи ингибируются соответствующими аминокислотами. Вообще регуляция метаболизма изоферментами основана на различии их некоторых свойств, влияющих на скорости каталитического процесса (табл. 6.2). [c.83]

Разнообразные молекулярные формы фермента данного организма, катализирующие одну и ту же реакцию, но различающиеся по своим физическим и химическим свойствам, называются изоферментами (изоэнзимами). Ферментов, множественность молекулярных форм которых известна, около 50. Обнаружены изоферменты алкогольдегидрогеназы, пероксидазы, каталазы, амилазы, инвертазы и т. д. [c.84]

Одним из наиболее изученных 4 ферментов, множественность форм которого детально изучена методом гель-электрофореза, является ЛДГ, катализирующая обратимое превращение пировиноградной кислоты в молочную. Пять изоферментов ЛДГ образуются из 4 субъединиц примерно одинакового размера, но двух разных типов. Поскольку Н-протомеры несут более выраженный отрицательный заряд при pH 7,0—9,0, чем М-про-томеры, изофермент, состоящий из 4 субъединиц Н-типа (Н,), при электрофорезе будет мигрировать с наибольщей скоростью в электрическом поле к положительному электроду (аноду). С наименьщей скоростью будет продвигаться к аноду изофермент М в то время как остальные изоферменты будут занимать промежуточные позиции. Следует подчеркнуть, что изоферменты ЛДГ, обладая почти одинаковой ферментативной активностью, различаются некоторыми физико-химическими свойствами молекулярной массой, электрофоретической подвижностью, отнощением к ак- [c.128]

Международная подкомиссия по изоферментам рекомендует различать множественные формы ферментов как широкий термин, применяемый к белкам, обладающим одной и той же ферментативной активностью и встречающимся у одного и того же вида, и изозим (изофермент), применяемый лишь к множественным молекулярным формам ферментов с генетически детерминированными различиями в первичной структуре. Стаман и Деморест [Stahmann. Demorest. 1963] считают, что множественными формами представлены ферменты, осуществляющие контроль за общими стадиями синтеза и распада органических соединений. [c.22]

Известно много ферментов, которые существуют не менее чем в двух молекулярных формах, встречающихся у одного и того же вида, в одной и той же ткани, и даже в одной и той же клетке. В таких случаях все эти формы фермента катализируют одну и ту же реакцию, но, так как они различаются по своим кинетическим свойствам, а также по аминокислотному составу или последовательности аминокислотных остатков, их можно выделить и охарактеризовать с помощью соответствующих методов. Такие множественные формы ферментов называются изоферментами или изозимами. Одним из первых ферментов, у которого бьши обнаружены такие формы, была лактатдегидрогеназа, катализирующая обратимую окислительно-восстановительную реакцию [c.265]

Некоторые ферменты отличаются молекулярной неоднородностью. Так, препараты лактатдегидрогеназы, выделенной из мышц различных видов животных, имеют неодинаковые электропроводные и кинетические свойства. Подобная неоднородность установлена и у многих других ферментов. Ферменты, ускоряющие одну и ту же реакцию, но отличающиеся некоторыми физико-химическими свойствами, названы изоферментами или изоэнзимами. Обычно под изоэнзимами понимают множественные молекулярные формы какого-либо фермента данного вида организма или фермента его ткани. Изоферменты характеризуются не только электрофорети-ческой подвижностью, кинетическими свойствами, но и активностью. [c.7]

Таким образом, различные химические и физические воздействия, ведущие к возникновению новых молекулярных форм, должны, по-видимому, осуществляться на более ранних стадиях секреции. Среди возможных причин образования множественных форм целлюлаз — наличие подлинных изоферментов, кодируемых отдельными генами и выполняющих различные функции, неодинаковые способы сплайсинга мРНК, транскрибируемых с одного гена, комплексирование с индивидуальными углеводными компонентами, ассоциация белков и диссоциация надмолекулярных образований, модификация ферментного белка протеолити-ческимп ферментами и, наконец, воздействие физико-химических факторов среды при соответствующих условиях культивирования микроорганизма-продуцента. Множественность компонентов, кроме того, может выступать как артефакт в процессе выделения ферментов (Рабинович,1987). [c.47]

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]

В последние годы пристальное внимание энзимологов привлекло изучение множественных молекулярных форм (ММФ) ферментов, в частности диссоциирующих ферментов, способных к обратимой диссоциации — ассоциации. [c.136]

Пять белковых зон, проявляющих ферментативную активность, были выявлены с помощью метода тонкослойной гель-фильтрации через сефадекс С-200. Значения молекулярных весов обнаруженных форм фермента колебались в пределах от 40000—45000 до 280 000—300000. Было показано, что каждая из пяти полученных в результате гель-фильтрации фракций при последующем диск-электрофорезе разделяется на несколько белковых зон, среди которых преобладают зоны с одинаковой электрофоретической подвижностью 0,52, 0,73 и 0,98. Формы с более низким значением Rf обнаружены во фракциях, содержащих высокополимерные белки. Полученные при электрофоретическом анализе и гель-фильтрации экспериментальные данные свидетельствуют о присутствии в препаратах НАД-киназы нескольких форм фермента. Показана возможность перехода одних форм в другие. Иными словами, исследованные препараты фермента содержат равновесную систему множественных молекулярных форм, различающихся по молекулярному весу и способных осуществлять взаимные переходы-В процессе гель-фильтрации эти формы разделяются по молекулярному весу, а последующие процедуры элюции и концентриро- [c.137]

Большинство / -глюкозидаз из различных продуцентов имеют четвертичную структуру, а также содержат углеводную часть. Многие из выделенных ферментов имеют значительное число множественных форм, различающихся по молекулярной массе и другим физико-химическим параметрам [2, 4, 6]. В работе [86] были выделены две формы / -глюкозидазы (молекулярные массы 67 и 75-90 кДа), которые могли ассоциировать с образованием димера. Сообщается о выделении из одного источника / -глюкозидаз с молекулярной массой 135 кДа и двумя активными центрами и с молекулярной массой 90 кДа и одним активным центром. Оче- [c.69]

Гель-фильтрация является наиболее мягким способом фракционирования целлюлаз. Метод наиболее эффективен для отделения целлобиаз, имеющих значительно более высокую молекулярную массу, чем эндоглюканазы и целлобиогидролазы, или низкомолекулярных эндоглюканаз с молекулярной массой менее 20000 Ла. Среди носителей наиболее эффективны сефакрил S-200, ультрагели (Pharma ia), биогели (Bio-Rad). Применение гель-фильтрации эффективно и для групповой очистки эндоглюканаз и целлобиогидролаз, однако низкая разрешающая способность полидисперсных носителей, как правило,не позволяет разделить множественные формы этих ферментов с близкими Mr (см. табл. 5.1). Недостатком метода является многократное увеличение объема наносимых образцов в ходе элюции, что требует последующего концентрирования, длительность процесса. [c.126]

Самым доступным источником ЛАП служат почки свиньи [172]. Молекулярная масса этого фермента больше молекулярной массы карбоксипептидазы и составляет 200 000 [172, 173]. Описан также препарат из хрусталика быка [174, 175]. Детальное изучение ЛАП затруднено неустойчивостью фермента при выделении, присутствием сопутствующих эндопептидаз [17 , 177] и существоваштем множественных молекулярных форм [173, 178]. Ионы Мп + и Mg + стабилизируют и активируют белок, вследствие чего выделение обычно проводят в присутствии одного из этих металлов, чаще всего Mg2+. Зависимость степени активации ЛАП от концентрации Мп2+ [170] хорошо описывается кривой связывания при п=1 (число катионов на молекулу) и /Са=3,3-10 М . На основании этих данных и ингибирующего действия цитрата и ЭДТА ЛАП была недавно отнесена к Mg (Мп)-активируемым или Mg (Мп)-содержащим металлоферментам, хотя данные о наличии в ней этих металлов отсутствуют. [c.555]

С совершенствованием методов фракционирования целлюлолитических ферментов появилось много данных, свидетельствующих о множественности молекулярных форм компонентов, входящих в состав целлюлазного комплекса,— эндоглюканаз, целлобиогндролаз и целлобиаз. Эти формы отличаются изоэлект-рическими точками, молекулярной массой, содержанием углеводов, специфичностью действия и другими свойствами. Так, Черно-глазовым и др. (1985) показано, что молекулярные формы [c.44]

Как можно было ожидать, частично очищенные препараты НАД-кииазы из печени кролика тоже обнаруживали зависимость а от [Е]о, тогда как удельная активность гомогенных препаратов не зависела от концентрации фермента (рис. 2 Б, кривая 1). Отсутствие такой зависимости, по-видимому, обусловлено утратой гомогенными формами фермента способности к ассоциации или диссоциации, несмотря на то, что НАД-киназа из печени кролика, в отличие от фермента из сердца голубя, сохраняет четвертичную структуру после ионообменной хроматографии. Как было отмечено выше, при изучении зависимости а от [Е], для частично очищенных ферментов из скелетных мышц кролика и сердца голубя не представлялось возможным оценить вклад каждой из форм в удельную активность препарата вследствие легкого взаимного перехода в разной степени ассоциированных олигомеров. В -случае НАД-киназы из печени кролика удалось определить удельную активность отдельных олигомеров, получаемых после фракционирования на ионообменнике, в силу того, что они утратили способность к ассоциации — диссоциации. Из данных таблицы 1 следует, что олигомеры а-типа НАД-киназы с молекулярным весом 280000—290000, 180000—190 000 и 150 000—160000 демонстрируют удельную активность 20—30, 10—20 и 3,6 ед./мг Ьоответствен-но. Для олигомеров р-типа фермента с молекулярным весом 280000—290000 и 210 000—220000 удельная активность выражается величинами 130 и 160 ед./мг соответственно. Полученные результаты подтверждают высказанное на основании зависимости а от [Е] предположение о различной каталитической активности множественных молекулярных форм НАД-киназы. [c.144]

Целлобиогидролазы целлюлазных комплексов выделены к настоящему времени из существенно меньшего количества источников, что связано во многом с отсутствием до последнего времени селективных методов их определения в смеси с эндоглюканазами. Как и эндоглюканазы, целлобиогидролазы являются в большинстве случаев гликопротеинами с молекулярной массой 55-65 кЛа, однако, известны ферменты и с меньшими значениями молекулярной массы (см. табл. 5.1). Изоэлектрические точки наиболее изученных множественных форм фермента из T.reesei имеют значения несколько ниже (3,8-4,2) и выше (5,5-6,5) р1 для эндоглюканаз. Как и эндоглюканазы, ферменты различаются по сродству к целлюлозе. В целом, биохимические характеристики целлобиогидролаз и эндоглюканаз весьма близки, что создает серьезные трудности при их разделении. [c.121]

Для отдельных сложных ферментов, которые имеют четвертичную (субъе-диничную) структуру, характерно наличие в тканях нескольких молекулярных форм. Формы фермента могут отличаться структурой и свойствами, однако катализируют одну и ту же реакцию. Выделяют изоферменты и множественные формы фермента. [c.94]

В табл. 5.1 представлены данные по биохимическим характеристикам множественных форм целлюлолитических ферментов микроорганизмов, эндоглюканаз, целлобиогидролаз и целлоби-аз. Как правило, каждый из ферментов целлюлазного комплекса представлен рядом множественных форм, причем, как продуктов экспрессии различных генов [4, 5], так и продуктов посттрансляционной модификации — ограниченного протеолиза и (или) дегликозилирования [6-9] Данные множественные формы часто имеют близкие биохимические характеристики (молекулярная масса, р1 и др.), что значительно затрудняет их получение в высоочищенном состоянии. [c.118]

Два кристаллографических признака, которые часто (но не всегда) связаны между собой, — это морфология самого кристалла и геометрическая природа молекулярной упаковки внутри кристалла. Последняя характеристика называется пространственной группой, которую не обязательно знать неспециалистам. Морфология, или форма, кристаллов — это то, что можно наблюдать непосредственно (при помощи микроскопа), и нередко для того или иного фермента характерна определенная форма кристаллов. Встречаются иглы с треугольным, квадратным или гексагональным сечением, ромбовидные или квадратные пластинки, глыбовидные кубы и усеченные октаэдры, гексагональные и другие бипирамиды. Некоторые ферменты в зависимости от условий выращивания образуют кристаллы различной формы. Обычно более крупные кристаллы должны выращиваться в таких условиях, которые не способствуют их быстрому росту сосуды, в которые помещены кристаллы, должны быть очень чистыми, так как это в значительной мере исключает вероятность образования множественных центров кристаллизации предпочтительно, чтобы кристаллы выращивались в помещении, где отсутствует вибрация. Такие кристаллы нужны для рентгеноструктурного анализа, и их выращивание занимает недели и месяцы. Для других приложений быстрота роста кристаллов важнее их абсолютных размеров. [c.333]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология