Глутамин синтетаза

Таблица 8.5. Среды для селекции на активность глутамин-синтетазы

Рис. 21,18. Модель глутамин-синтетазы.

Рис. 21.16. Регуляция активности глутамин-синтетазы с прмощью обратимой ковалентной модификации. Аденилирование катализируется комплексом аденилилтрансферазы (АТ) и одной из форм регуляторного белка (Ра) Тот же фермент в комплексе с другой формой регуляторного белка (Ро) катализирует деаденили-рование.

Таблица 8.10. Определение глутамин-синтетазы

Аспарагин синтетаза Глутамин синтетаза NAD синтетаза [c.464]

Рис. 10-16. Регуляторная область бактериального гена глутамин-синтетазы Глутамин-синтетаза катализирует реакцию глутаминовая кислота + аммиак глутамин. Два ярко окрашенных на рисунке сайта связывают белок п1гС особенно сильно и необходимы для активации

Еще один белок с установленной четвертичной структурой представляет собой фермент глутаминсинтетазу из Е. соН, катализирующий образование глутамина из глутамата и аммиака за счет энергии АТР (гл. 19). По сравнению с гемоглобином или гексокиназой это намного более сложный олигомерный белок. На рис. 8-14 показано взаимное расположение 12 субъединиц глутамин-синтетазы. [c.204]

Амплификация с использованием гена глутамин-синтетазы [c.251]

З.1. Методика селекции векторов, экспрессирующих глутамин-синтетазу [c.253]

Карбамоилфосфат происходит из глутамина, образующегося из глутамата под действием глутамин-синтетазы. Карбамоил фосфат служит субстратом для синтеза как пиримидина, так и орнитина. У растений существует механизм, обеспечивающий быстрое переключение потока азота от орнитина к пиримидину. [c.36]

Рис. 21.17. Более высокий уровень каскадной регуляции глутамин-синтетазы. Регуляторные белки Рд и определяющие специфичность глутамин-син-тетазы, способны к взаимопревращениям. Рд превращается в Ро путем уридили-рования (присоединения остатка иМР). Обратная реакция происходит путем гидролиза. Ферменты, катализирующие эти реакции, чувствуют концентрации промежуточных продуктов метаболизма.

Так же, как и в случае амплификации, зависимой от глутамин-синтетазы, здесь не зарегистрировано увеличения числа копий эндогенного гена. [c.258]

Все ферменты имеют окончание аза , прибавленное к названию субстрата (например, аргиназа ускоряет гидролиз аргинина) или прибавленное к фразе, описывающей действие фермента (например, алкогольдегидрогеназа — фермент, катализирующий окисление алкоголя, — донора водорода, глутамин-синтетаза ускоряет образование глутамина). [c.44]

Если фактором, ограничивающим скорость реакции, является содержание в клетке NH , то ббльшая часть глутамата образуется путем последовательных реакций, катализируемых глутамин-синтетазой и глутамат-синтазой, Суммарная реакция описывается следующим уравнением [c.233]

Нуклеотиды являются регуляторами метаболизма. Циклический АМР-универсальный посредник действия многих гормонов, встречающийся повсеместно. Ковалентные модификации, производимые молекулами АТР, изменяют активность некоторых ферментов в качестве примера можно назвать фосфорилирование гликоген-синтезы и аденилирование глутамин-синтетазы. [c.255]

Регуляция глутамин-синтетазы Е со//-впечатляющий пример кумулятивного ингибирования по типу обратной связи. Напомним, что глутамин синтезируется из глутамата, NH4 и АТР (разд. 21.2). Глутамин-синтетаза состоит из 12 субъединиц с мол.массой 50 кДа каждая, уложенных в два параллельных гексагональных кольца (рис. 21.15). Этот фермент - ключевой регуляторный элемент метаболизма, поскольку он, как показали Эрл Стэдтман (Earl Stadtman) и его коллеги, регулирует поток азота. Амидная группа глутамина-источник азота в биосинтезе ряда соединений, например триптофана, гистидина, карбамоилфосфата, глюкозамин-6-фосфата, СТР и АМР. Глутамин-синтетаза кумулятивно ингибируется каждым из этих конечных продуктов метаболизма глутамина, а также аланином и глицином. Видимо, в молекуле этого фермента имеются участки связывания для каждого из этих ингибиторов. Ферментативная активность глутамин-синтетазы почти полностью подавляется при связывании всех восьми конечных продуктов. [c.245]

Механизм этой синтетазной реакции, подробно изученный А. Майстером, включает ряд стадий. Синтез глутамина в присутствии глутамин-синтетазы может быть представлен в следующем виде [c.447]

В последнее время мы разработали систему амплификации вектора, основанную на использовании гена глутамин-синтетазы [gs) [17]. Глутамин — ключевой продукт многих катаболических и биосинтетических реакций клетки, необходимое количество которого должно либо поставляться в клетку извне — из культуральной среды, либо синтезироваться внутриклеточно из глу-тамата и аммиака в реакции, катализируемой глутамин-синте-тазой. Хотя известно несколько клеточных линий, нуждающихся в экзогенном глутамине (поскольку синтез глутамин-синтетазы у них нарушен), большинство культивируемых клеток, в том числе и клетки СН0-К1, могут обходиться без глутамина, если в среде есть глутамат. В этих условиях, естественно, активность глутамин-синтетазы является жизненно важной для клеткн и угнетение этого фермента специфическим ингибитором метио-нинсульфоксимином (МСКс, MSX) приводит к ее гибели. [c.251]

Первичным событием здесь является активация глутаматдегидрогеназы ионами известно, что этот фермент активируют как катионы, так и анионы, но механизм их действия различен. Образующийся в результате реакции глутамат служит донором аминогрупп для синтеза аланина и глицина (что способствует образованию этих двух аминокислот в тех случаях, когда возросшие концентрации ионов в крови должны быть осмотически уравновешены повышением содержания аминокислот внутри клетки). Обе аминокислоты, аланин и глицин, так же как и серии, тормозят по принцииу обратной связи реакцию глутамин-синтетазы — важный путь дальнейшего использования глутамата в результате этого концентрация глутамата может еще больше возрастать и он может использоваться для дополнительного синтеза аланина и глицина. Такого рода взаимодействия ведут к экспоненцио.льному повышению концентраций всех четырех аминокислот — глутаминовой кислоты, аланина, серина и глицина (рис. 44) первоначальным сигналом для запуска этого регуляторного каскада может быть что-то очень простое, вроде, например, изменения концентрации Ыа+ или С1 , происходящего сначала в окружающей среде, а затем в крови и, наконец, в клетке. Система этого тина является автокаталитической и автоматической изменение внешней солености очень быстро приводит к надлежащему сдвигу внутриклеточной концентрации аминокислот, поддерживающему осмотический баланс (а тем самым и постоянство объема клетки). [c.139]

На основании прямых микрокалориметрических измерений теплового эффекта и положения равновесия гидролиза глутамина была определена величина АО для этой реакции. Эта величина в сочетании с величиной АО, полученной при изучении ферментативного синтеза глутамина (в присутствии глутамин-синтетазы), позволила еще раз оценить свободную энергию гидролиза АТФ [25]. Ниже приведены обе реакции, а также уравнение суммарной реакции. Символ Ое означает глутамин, а символ Оа — глутамат. Верхний индекс, такой как +2—, означает, что это цвиттерион, имеющий один положительный и два отрицательных заряда [c.190]

Рис 10-17. Схема энхансерного воздействия белка ntr на синтез РНК гена глутамин-синтетазы Е. соИ. Связываясь с расположенными перед геном последовательностями ДНК, этот регуляторный белок повышает скорость транскрипции РНК-полимеразой. Хотя белок присоединяется к этим сайтам даже когда он не фосфорилирован, лишь фосфорилированная форма (ntr -фосфат) может активировать транскрипцию. Вероятно, для функционирования белка необходимы контакты с полимеразой, которые увеличивают присущую этому ферменту способность раскручивать ДНК и образовывать открытый комплекс (см. рис. 9-65), как показано на рисунке (см. рис. 10-18). [c.189]

Для селекции клеток СН0-К1, экспрессирующих глутамин-синтетазу, применяют среду GMEM-S, описанную в табл. 8.5. Глутамин, который входит в состав обычных сред в относительно высокой концентрации (2 мМ), заменяют на глутамат, содержание которого также превышает норму (500 мкМ вместо 100 мкМ в большинстве сред). Добавление нуклеозидов и повышение концентрации аспарагина снижают метаболические по- [c.251]

Некоторые продуценты глутаминовой кислоты, например С. glutami um, способны при изменении условий культивирования накапливать в среде L-глутамин, который, вероятно, образуется из глутаминовой кислоты. Реакция происходит при участии глутамин-синтетазы [c.344]

Центральное место в азотистом обмене у микроорганизмов занимает глутамин, так как обычно не свободный аммиак, а его амидная группа служит донором азота при синтезе триптофана, АМР, СТР, глюкозамин-6-фосфата, гистидина и карбамоилфосфата. Кроме того, а-аминогруппа глутамина используется в качестве источника азота для синтеза глицина и аланина, осуществляемого при действии специфических трансами-наз. Естественно было ожидать, что именно глутамин-синтетаза как первый фермент сильно разветвленного пути, ведущего к синтезу широкого круга различных метаболитов, служит первичной мишенью для регуляторных воздействий. Однако механизм регуляции активности этого фермента, установленный Э. Стэдманом и его сотрудниками, оказался необычайно сложным. [c.108]

В результате этого регуляторного каскада при ограниченном поступлении активированных атомов азота аденилирование ингибируется, а деаденилирование стимулируется. Глутамин-синтетаза становится менее чувствительной к кумулятивному ингибированию по типу обратной связи, и поступление глутамина соответственно увеличивается. Почему для регуляции этого фермента используется каскадный механизм Одно из преимуществ этого механизма состоит в том, что он усиливает сигналы, как, например, при свертывании крови (разд. 8.17) или при регуляции метаболизма гликогена (разд. 16.17). Еще одна причина состоит, видимо, в том, что существенно возрастает возможность аллостерического контроля, так как каждый фермент каскада становится независимым объектом регуляции. Для интеграции метаболизма азота в клетке необходимо воспринимать и перерабатывать большое количество сигналов. Возможности одного белка в этом смысле ограничены, даже если молекула настолько чувствительна, как молекула глутамин-синтетазы Возникновение каскадной регуляции обеспечило много дополнительных регуляторных участков и позволило тонко настраивать поток азота в клетке. [c.247]

Ковалентная модификация. Некоторые регуляторные ферменты контролируются не только аллостерически, но и с помощью ковалентной модификации. Например, фосфорилирование повышает каталитическую активность гликоген-фосфорилазы и снижает активность гликоген-синтазы. Эти ковалентные модификации катализируются особыми ферментами. Еще один пример - глутамин-синтетаза, активность которой снижается при ковалентном присоединении остатка АМР. И в этом случае присоединение и отщепление модифицирующей группы катализируется специальными ферментами. Зачем же используется ковалентная модификация наряду с нековалентной аллостерической регуляцией Ковалентная модификация ключевых ферментов метаболизма - заключительная стадия каскада реакций, усиливающего сигнал. Благодаря этому метаболический путь может быстро включаться и выключаться под действием очень слабых сигналов, как это показано на примере стимулирующего влияния адреналина на расщепление гликогена. [c.283]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология