Влияние аллостерических активаторов и ингибиторов

В книге освещены наиболее важные аспекты ферментативной кинетики — способы вывода уравнений стационарной скорости, действие ингибиторов и активаторов на ферменты, кинетические механизмы ферментативных реакций, влияние pH и температуры на скорость ферментативных процессов, кинетические свойства аллостерических ферментов, интегральные формы кинетических уравнений, использование методов быстрой кинетики для исследования протекания ферментативных реакций и принципы статистической обработки данных кинетических измерений. [c.4]

Ферменты часто проявляют ингибирующее или активирующее влияние в присутствии физиологических концентраций метаболитов, которые являются предшественниками или продуктами метаболического пути, включающего данный фермент. Регулирование ферментативной активности по такому механизму обеспечивает поддержание концентраций метаболитов на физиологическом уровне. Такой контроль ферментативной активности может осуществляться изменениями конформации фермента, вызываемыми активаторами, ингибиторами или субстратами, и часто включает взаимодействия между субъединицами фермента. Особенно важными аспектами этой проблемы являются 1) кооперативная природа таких взаимодействий и 2) контроль ферментативной активности посредством связывания молекулы с центром, отличающимся от активного центра. Изменения ферментативной активности, которые попадают в эту категорию, часто называют аллостерическими эффектами, однако использование этого термина, к сожалению, не ограничивается этим единственным смыслом. [c.250]

Полученное уравнение аналогично уравнению (7.11), только константа L заменена в нем на величину А, которая является функцией как [II, так и [А1. Ясно, что I подавляет связывание X (потому, что А растет с увеличением [I]), а А, напротив, способствует связыванию. Таким образом, модель Моно и др. дает четкое объяснение как явлению аллостерического ингибирования, так и явлению аллостерической активации. Кроме того, поскольку Л зависит от концентрации I и А, последние должны оказывать влияние и на степень кооперативности, причем, согласно модели Моно и др., аллостерический ингибитор должен усиливать кооперативность связывания субстрата, а аллостерический активатор, напротив, снижать ее. [c.184]

Р с, 15-15. Некоторые факторы, от которых зависит аллостерическая регуляция фосфофруктокиназы мышц. А. Влияние концентрации АТР и фруктозо-6-фосфата на скорость фос-фофруктокиназной реакции. При низких концентрациях АТР величина фосфофружтоки-назы для фруктозо-6-фосфата сравнительно невелика, и потому этот фермент даже при относительно низких концентрациях фруктозо-6-фосфата может функционировать с большой скоростью. При высоких концентрациях АТР Км фермента для фруктозо-6-фосфата резко возрастает, о чем свидетельствует S-образная форма кривой. Б. Влияние АМР, цитрата и фруктозо-1,6-дифосфата. Фруктозо-1,6-дифосфат является мощным активатором, но для максимальной стимуляции ему требуется присутствие АМР. Цитрат же действует как мощный ингибитор. [c.466]

ВЛИЯНИЕ АЛЛОСТЕРИЧЕСКИХ АКТИВАТОРОВ И ИНГИБИТОРОВ [c.97]

В скелетной мускулатуре фосфорилаза находится в двух формах Ь и а. Активность фосфорилазы Ь можно определить только в присутствии АМФ фосфорилаза а активна в отсутствие АМФ. Для обеих форм фермента АМФ является положительным аллостерическим эффектором. Молекула фосфорилазы Ь представляет собой димер, фосфорилазы а — тетрамер. Молекулярная масса субъединицы фермента равна 97 400 Да. Обе формы фермента могут находиться в состоянии равновесия между димерными и тетрамерпыми молекулами. На переход димеров в тетрамеры и обратно оказывают влияние компоненты ферментативной реакции, активаторы, ингибиторы, а также pH, ионная сила раствора, температура и др. Наиболее активными являются димеры обеих форм. Взаимопревращение фосфорилазы Ь и фосфорилазы а осуществляется ферментативно с помощью киназы фосфорила- [c.219]

Кроме каталитических центров, распознающих и связывающих субстраты, у регуляторных ферментов есть и другие стереоспецифические участки - так называемые аллостерические центры. Это места связывания эффекторов, изменяющих сродство фермента к субстрату. Имеются особые участки для связывания положительных эффекторов (активаторов) и для отрицательных эффекторов (ингибиторов). Под влиянием эффекторов изменяется форма кривой насыщения (степень ее сигмоидно-сти (рис. 6.9,Б). Говорят не только об аллостерических центрах, но [c.487]

Фосфорилирование любого из участков приводит к уменьшению активности гликогенсинтазы, но в разной степени для разных участков. По мере увеличения степени фосфорилирования заметно повышается величина /См для UDP-глюкозы [43], причем при фосфори-лировании участков (За + ЗЬ + Зс) Кш увеличивается больше, чем при фосфорилировании участка 2 или 1а. Эти эффекты аддитивны, и при фосфорилировании всех пяти участков наблюдается значительное увеличение /См- Влияние фосфорилирования может компенсироваться аллостерическим активатором глюкозо-6-фосфатом (Г6Ф), который снижает /См для UDP-глюкозы. Важно отметить, что при фосфорилировании увеличивается К для Г6Ф и уменьшается К для ингибиторов (например, Pi), которые выступают в качестве антагонистов активатора Г6Ф). [c.81]

На примере метабо зма гликогена хорошо видно, что если в качестве с стратов выступают ферменты, то фосфорилирование часто приводит к изменению Кы для субстрата, /(а —для активатора и / i —для ингибитора. Субстраты, активаторы и ингибиторы могут в свою очередь влиять на скорость реакций фосфорилирования и дефосфорилирования ферментов, усиливая или ослабляя таким образом эффективность ковалентной модификации. Процессы фосфорилирования—дефосфорилирования, влияние аллостерических эффектов и наличие определенных субстратов в совокупности обеспечивают интеграцию внеклеточной (нервной и гормональной) и внутриклеточной информации, что и обусловливает необходимую in vivo активность соответствующего метаболического пути. Степень влияния фосфорилирования на активность определенного фермента in vivo зависит от метаболического состояния клетки. Некоторые ферменты, являющиеся субстратами сАМР-ПК, рассмотрены ниже. [c.87]

На основе модели согласованного механизма нетрудно объяснить влияние аллостерических ингибиторов и активаторов. Аллостерический ингибитор связывается преимущественно с Т-формой, тогда как аллостерический активатор связывается преимуще- рис, 6,22, ственно с R-формой (рис. 6.22). Следовательно, аллостерический ингибитор сдвигает конформационное равновесие Л Т в сторону Т, а аллостерический активаторов сторону R. Эти эффекты можно выразить количественно через изменение константы аллостернческого равновесия L, которая входит в виде переменной в уравнение (33). Аллостерический ингибитор повышает величину L, тогда как аллостерический активатор понижает ее. Эти влияния показаны на рис. 6.23, где Y отложено против [S] при следующих значениях L 10 (в присутствии активатора), Ю (без активатора и без ингибитора), 10 (в присутствии ингибитора). Степень насьшдения Y при всех значениях [S] снижается в присутствии ингибитора и повьшдается в присутствии активатора. [c.120]

Кинетика действия ферментов в растворе является одним из наиболее хорошо изученных разделов химической энзимологии. Кинетические закономерности катализа простыми ферментами подчиняются уравнению Михаэлиса—Ментен, предложенному еще в начале века. Кооперативные и аллостерические эффекты в катализе более сложными ферментами (в частности, олигомерными) описываются на основе модели Моно—Уаймена— Шанже, сформулированной в 60-х годах. Хорошо разработана теория влияния на кинетику ферментативных процессов таких факторов, как pH, присутствие ингибиторов и активаторов и т. п. Несколько более сложными закономерностями характеризуется кинетика действия ферментов на высокомолекулярные, в том числе, нерастворимые субстраты (белки, ДНК и РНК, целлюлозу). Однако и в этой области достигнут-очевидный прогресс. [c.97]

Конкурентный ингибитор может связываться только со свободным ферментом и не связывается с фермент-субстратным комплексом (рис. 2 А). При регуляции фермента по неконкурентному механизму эффектор мо-. жет сндзываться как со свободным ферментом, так и с фермеит-субст] атным комплексом (рис. 2 Б). Связывание такого регулятора происходит в специал,ьном учаг стке, который отличается от активного центра. Этот регулятор называется аллостерическим. Неконкурентные активаторы увеличивают, а ингибиторы уменьшают каталитическую активность фермента и, как правило, не влияют на сродство фермента к субстрату. В свою очередь, и субстрат не в состоянии усилить или ослабить величину данного регуляторного влияния. При регуляции, получившей название бесконкурентная , эффектор может связываться только с фермент-субстрат-ным комплексом, что приводит к изменению скорости катализа и Кы для субстрата (рис. 2 В). [c.13]

Значительные успехи энзимологии, достигнутые в последние годы, позволили выяснить многие механизмы, лежащие в основе работы ферментов. В известной степени зуи успехи связаны с разработкой методов анализа сложных кинетических параметров, характеризующих скорость ферментативных реакций и описывающих взаимодействие ферментов с аллостерически- ми эффекторами. В книге известного английского ученого изложены основные принципы, понимание которых позволяет понять более сложные случаи кинетики ферментативных реакций. Рассмотрены методы вывода уравнений скорости ферментативной реакции, действие активаторов и ингибиторов, влияние pH и температуры на скорость реакций, особенности кинетики аллостерических ферментов. [c.272]

Здесь полезно остановиться еще на двух понятиях это гомотропные эффекты, которые представляют собой аллостерические взаимодействия между идентичными лигандами (связанными молекулами или ионами), и гетеротропные эффекты, т.е. взаимодействия между различными лигандами. В рассмотренном вьпие примере кооперативное связывание субстрата ферментом предста- Рис. 6.23. вляло собой гомотропный эффект. В отличие от этого влияние активатора или ингибитора на связьшание субстрата является [c.120]