Биосинтез индукторы

Было установлено, что экспрессия структурных генов (т.е. генов, кодирующих синтез белка) контролируется регуляторным геном. Последний определяет синтез репрессора, функция которого состоит в блокировании экспрессии структурного гена. В присутствии индуктора образуется комплекс репрессор-индуктор, и таким образом репрессор инактивируется, он больше не может влиять на структурные гены, и начинается экспрессия структурного гена, т.е. биосинтез белка. [c.60]

Сахарный диабет. В регуляции гликолиза и глюконеогенеза большую роль играет инсулин. При недостаточности содержания инсулина возникает заболевание, которое носит название сахарный диабет повышается концентрация глюкозы в крови (гипергликемия), появляется глюкоза в моче (глюкозурия) и уменьшается содержание гликогена в печени. Мышечная ткань при этом утрачивает способность утилизировать глюкозу крови. В печени при общем снижении интенсивности биосинтетических процессов биосинтеза белков, синтеза жирных кислот из продуктов распада глюкозы—наблюдается усиленный синтез ферментов глюконеогенеза. При введении инсулина больным диабетом происходит коррекция метаболических сдвигов нормализуется проницаемость мембран мышечных клеток для глюкозы, восстанавливается соотношение между гликолизом и глюконеогенезом. Инсулин контролирует эти процессы на генетическом уровне как индуктор синтеза ключевых ферментов гликолиза гексокиназы, фосфофруктокиназы и пируваткиназы. Инсулин также индуцирует синтез гликогенсинтазы. Одновременно инсулин действует как репрессор синтеза ключевых ферментов глюконеогенеза. Следует отметить, что индукторами [c.359]

Картина стимуляции, или частота импульсов, — это, очевидно, жизненно важный фактор для распределения рецепторов на поверхности клетки, и этот же фактор влияет также на экспрессию генов, и затем клеточную дифференциацию путем индукции биосинтеза белка. Таким образом, набор ферментов быстрого мышечного волокна может быть создан в медленном волокне, если соответствующую картину стимуляции применять к нему достаточно долго [9]. Возможно, индуктором этого процесса является Са +, но это Всего ЛИШЬ Предположение. В любом случае у.меньшение количества рецепторов на определенной области поверхности мембраны при специфической картине стимуляции можно понять как характерное для дифференциации [c.266]

Регуляция синтеза ферментов. В живых клетках на уровне генетического аппарата запрограммировано относительное постоянство количества белков, в том числе так называемых конституционных ферментов. Однако при изменении питания, длительном голодании, спортивных тренировках количество отдельных белков изменяется. Существует адаптивный контроль биосинтеза белка на уровне отдельных генов, вызывающий индукцию (усиление) или репрессию (уменьшение) скорости синтеза РНК. Индукторами или репрессорами могут быть субстраты ферментов либо продукты данной реакции. Индукция синтеза определенного фермента приводит к его накоплению при увеличении концентрации его субстрата либо при необходимости усиления скорости его обмена. Репрессия происходит в случаях, когда отсутствует субстрат и фермент уже не нужен или когда клетка экономит свои энергетические ресурсы. [c.271]

Следует отметить, что индуктором биосинтеза ферментов данного метаболического пути не всегда служит их субстрат. Так, [c.33]

Несмотря на определяющую роль генетического фактора в биосинтезе ферментов, производительность существующих технологических процессов по каждому ферменту не в последнюю очередь зависит от состава питательной среды, имея в виду наличие в ней не только источников углерода, азота, фосфора и других элементов, но и веществ, играющих роль индукторов или репрессоров биосинтеза данного конкретного фермента или их групп. Хотя механизм этого явления не вполне изучен, сам факт должен в максимальной степени учитываться технологами в ходе биосинтеза. [c.109]

На первом этапе при /=40°С потребляются легко усваиваемые компоненты, биомасса бурно нарастает (к 8-му часу ее содержание достигает 10 г/л). Редуцирующие сахара (по РВ) быстро расходуются. Затем вводят дополнительное количество РВ в виде гидролизата БВК (с 4 до 8 г/л), содержащего необходимые для биосинтеза фермента вещества, особенно индуктор — р-глю-кан. Этот прием сокращает длительность культивирования с 28 до 20 ч и в 5 раз повышает конечную ферментную активность. [c.115]

Биосинтез клеточных рецепторов контролируется различными индукторами, в числе которых находятся как содержащиеся во внешней среде специфические лиганды, так и другие по строению и функции лиганды. Плотность рецепторов определенной специфичности на клеточной мембране отражает ее способность выполнять функцию, контролируемую данным лигандом. Поэтому определение содержания в организме какого-либо биологически активного соединения (нанример, гормона) не дает достаточной информации для того, чтобы судить о его функциональной активности до тех пор, пока не будет установлена плотность рецепторов данного гормона на клеточных мембранах. [c.7]

ЧТО несложно построить модельную схему , основанную на концепции репрессии генов у бактерий эта схема могла бы объяснить, каким образом некоторые гены постоянно включены. Одна очень простая схема изображена на рис. 13.10. В этом случае индуктором является не субстрат, а продукт реакции, регулируемой ферментом. Известно, что такая система имеется у бактерий. В отсутствие экзогенного индуктора фермент не образуется, и его можно обнаружить, только если ои уже был в клетке, но временный контакт,с индуктором приводит к длительному выключению синтеза репрессора, по крайней мере до тех пор, пока в системе присутствует субстрат или продукт. Предположим, что оперон на рис. 13.10 ответствен за биосинтез какого-то гормона, например цитокинина или гиббереллина, и что в покоящемся семени этот оперон заблокирован. Тогда однократное воздействие экзогенным гормоном активирует оперон, и начиная с этого момента проросток сам будет спосо-без к синтезу гормона. Другим примером является стимуляция синтеза эндогенного ауксина однократным опрыскиванием завязывающихся плодов ИУК (с. 199). Очень просто построить другую модель, которая объясняла бы постоянное подавление синтеза некоторых ферментов. Так, в модели, изображенной иа рис. 13,11, продукт активности одного фермента вызывает синтез другого фермента, так что два фермента взаимозависимы. Один из них ие может синтезироваться в отсутствие другого, и подавление одного фермента или отсутствие его субстрата (да- [c.474]

Регуляторы скорости биосинтеза ферментов. Важнейшие регуляторы биосинтеза ферментов-индукторы (субстраты или химически близкие к ним соед.) и репр оры [c.219]

Среди тысяч энзимов, присущих микроорганизмам, одни, например ферменты гликолиза, синтезируются постоянно и их образование не зависит от состава питательной среды. Такие ферменты называют конститутивными. Другие энзимы, адаптивные или инду-цибельные, возникают только в ответ на появление в питательной среде индукторов — субстратов или их структурных аналогов. Так, добавление -галакгозида — лактозы к питательной среде, на которой культивируются клетки кишечной палочки Е. соН, вызывает мгновенное появление -галактозидазы в них, биосинтез которой в последующий период времени возрастает в 10 ООО раз. Установлено, что регуляция объема биосинтеза ферментов осуществляет- [c.35]

Биосинтез антибиотиков, как и любых других вторичных метаболитов, возрастает в фазе замедленного роста клеточной популяции (конец трофофазы) и достигает максимума в стационарной фазе (идиофазе). Считают, что в конце трофофазы изменяется энзиматический статус клеток, появляются индукторы вторичного метаболизма, освобождающие гены вторичного метаболизма из-под влияния катаболитной репрессии. Поэтому любые механизмы, тормозящие клеточную пролиферацию и активный рост, стрессовые ситуации, активируют процесс образования антибиотиков. [c.67]

Регуляция биосинтеза белка, протекающего с исключительно высокой (до 100 пептидных связей в секунду ) скоростью и точностью, осуществляется на уровнях транскрипции и трансляции. Механизм экспрессии гена был выяснен Жакобом и Моно [201] на примере лактозной системы Е. oli. Являясь источником углерода для Е. oli, лактоза действует как индуктор для синтеза трех ферментов — пермеазы, /3-галактозидазы и трансацетилазы, делающих возможным использование необычных питательных веществ. Информация, необходимая для биосинтеза ферментов, содержится в трех структурных генах, которые вместе с ответственным за транскрипцию операторным геном образуют единый комплекс — оперон. Индуктор действует через ранее включенный регуляторный ген на операторный ген. В отсутствие лактозы репрессор (аллостерический белок) вступает во взаимодействие с регуляторным геном и таким образом блокированием всего опе-рона прекращает синтез ферментов. [c.397]

Другой пример сильного взаимодействия белка с ДНК—регуляция оперона белком-репрессором. Наиболее изученным примером является 1ас-оперон Е. соИ [25]. Ген-регулятор кодирует синтез белка 1ас-репрессора, который затем связывается с соседним оператором. Связывание с белком-репрессором малой молекулы— индуктора, например изопропилтио-р- )-галактопиранозида, вызывает диссоциацию репрессора с операторного участка. Последующая транскрипция трех соседних генов оперона приводит к биосинтезу трех ферментов — Р-галактозидазы, галактозопермеазы и тиогалактозидтрансацетилазы. 1ас-Репрессор представляет собой тетрамерный белок, состоящий из идентичных субъединиц по 347 аминокислот каждая. Сродство репрессора к последовательности ДНК оператора зависит от ионной силы константа диссоциации в клетке, вероятно, менее 10 " моль/л . Структура участка связывания ДНК в 1ас-репрессоре до сих пор не выяснена, однако удаление трипсином 59 остатков с Л -конца и 20 остатков с С-конца предотвращает связывание. Несколько больше известно об участке связывания индуктора. Измерения флуоресценции показывают, что находящийся в участке связывания индуктора остаток триптофана при связывании перемещается в менее полярное окружение. Изучение изменения флуоресценции методом остановленного потока показывает, что процесс связывания проходит в две стадии. Быстрая начальная стадия подчиняется, как и ожидалось, кинетике второго порядка. Более медленная стадия мономолекулярна и, по- [c.569]

Наблюдаются и такие цепи катаболических реакций, когда субстрат действует как индуктор фермента только для первой реакции, затем первый промежуточный продукт А индуцирует биосинтез следующего фермента и т. д. Использование регуляторного механизма индукции ферментов дает возможность значительно увеличить синтез этих ферментов. При длительном выращивании культуры Е. oii на среде с лактозой содержание Р-галактозидазы увеличивается в 1000 раз. После индукции количество этого фермента в клетке достигает 3% общего содержания белков. Аналогичная картина наблюдается при работе с продуцентом амилазы — плесневыми грибами рода Aspergillus. [c.47]

Таким образом, биосинтез мРНК, контролирующий синтез белка в рибосомах, зависит от функционального состояния репрессора. Этот репрессор представляет собой тетрамерный белок с общей мол. массой около 150000. Если он находится в активном состоянии, т.е. не связан с индуктором, то блокирует ген-оператор и синтеза мРНК не происходит. При поступлении метаболита —индуктора —в клетку его молекулы связывают репрессор, превращая его в неактивную форму (или, возможно, снижают его сродство к гену-оператору). Структурные гены выходят из-под запрещающего контроля и начинают синтезировать нужную мРНК. [c.537]

Понятие индукции означает, что в отсутствие индуктора (обычно субстрата или субстратоподобного соединения) биосинтез фермента практически не идет или идет с очень низкой скоростью (конституитивный синтез). При добавлении индуктора образование фермента возрастает в десятки и дг <е сотни раз. [c.100]

Наиболее эффективными индукторами являются различные виды целлюлозы и неко орые целлюлозосодержащие субстраты (например, свекловичный жом). В отутствие индуктора в среде культивирования на средах с другими источниками углерода конститутивный биосинтез целлюлаз практически не идет. Напротив, при росте микроорганизма-продуцента целлюлаз на целлюлозе спустя некоторое время начинается активный синтез целлюлолитических ферментов. [c.100]

Для некоторых грибов было установлено, что индукторами биосинтеза целлюлаз могут быть и растворимые углеводы — [c.100]

Считается, что первая реакция обеспечивает процесс энергией, а ацетат выступает в роли индуктора биосинтеза витамина Bj2 и трансферазных систем. Получают витамин B 2 па основе ацетонобутиловой барды, в которую добавляют 0,5% метанола, в результате биосинтез витамина В з возрастает в 10 раз. 5,6-ДМБ не вносят, так как N-B12 и фактор III составляют 80% от всех синтезируемых бактериями корриноидов. [c.293]

Известно, что в присутствии соответствующих индукторов специфически индуцируется биосинтез полицнстронных матриц. [c.504]

Bom случае репрессор включает транскрипцию, во втором он ее выключает. Это взаимодействие в свою очередь контролируется аллостерическим взаимодействием с низкомолекулярным соединением, играющим регуляторную роль. Негативный апорепрессор может, например, инактивироваться под действием индуктора или активироваться под действием корепрессора. Следовательно, индукп ия и дерепрессия как формально, так и в смысле механизма, по существу, эквивалентны. Индукция и репрессия ферментов у микроорганизмов — широко распространенные явления. Из шести указанных выше оперонов три, относящиеся к обмену сахаров, индуцируются субстратами ферментов или структурными аналогами этих субстратов (как это и следует ожидать исходя из приведенных выше определений) опероны, контролирующие биосинтез аминокислот, репрессируются самими этими аминокислотами. [c.536]

Конечно, совсем по-иному должно обстоять дело с конститутивными ферментами, разлагающими глюкозу. Эта ферментная система работает очень интенсивно, и концентрация ферментов должна здесь постоянно поддерживаться на очень высоком уровне. Тем не менее она не бывает слишком высокой. Возможности регуляции здесь следующие. Во-первых, индуктор и корепрессор могут быть родственны друг другу, т. е. либо индуктор возникает из корепрессора (или наоборот), либо индуктор и корепрессор образуются одновременно, на одной предшествующей стадии. Во-вторых, между индуктором и корепрессором может устанавливаться постоянное количественное соотношение (нечто подобное известно в органической химии), которое как раз таково, чтобы отдача информации опероном все время держалась на постоянном (высоком) уровне. Однако все это, собственно говоря, домыслы, лишенные экспериментального подтверждения. Возможно, в действительности все выглядит совершенно иначе. Но одно кажется совершенно ясным наше разделение ферментов на регулируемые и нерегулируемые (конститутивные) не вполне правильно. Лучше было бы говорить о ферментах, концентрация которых стабильно поддерживается на каком-то постоянном, весьма низком (нанример, ферменты биосинтеза коферментов) или высоком уровне (например, ферменты разложения глюкозы), и о ферментах, концентрация которых может сильно варьировать, т. е. быть очень высокой или нулевой в зависимости от требований (синтез аминокислот — регуляция посредством репрессии распад лактозы — регуляция посредством индукции). Поскольку нам важно, чтобы читатель хорошо усвоил принцип регуляции, попробуем кратко резюмировать все то, что мы рассказали. Итак, регуляция осуществляется посредством репрессоров, имеющих двойную (аллостерия) специфичность во-нервых, в отношении генов-операторов, находящихся в геноме, и, во-вторых, в отношении определенных малых молекул (корепрес-соров или индукторов), находящихся в цитоплазме. К. Брэш в своей книге Классическая и молекулярная генетика так хорошо описал все эти механизмы, что лучше всего привести здесь его собственные слова [c.287]

Другой механизм управления синтезом нужного фермента — это индукция и репрессия (рис. 156). Например, фермент -галакто-зидаза — нндуцибельный фермент у Е. соИ, уровень которого повышается в присутствии небольшой молекулы (аллолактозы), называемой индуктором. Аминокислоты, присутствующие в окружающей среде, могут снижать образование ферментов, ответственных за их биосинтез. Тогда эти ферменты относят к репрессибель-ным, а метаболиты, вызывающие снижение синтеза такого фермента, называют корепрессорами. [c.235]

Бадура с соавт. (Badura et al., 1969) считают, что биосинтез таназы может происходить на питательных средах и без индуктора. Однако индукционный характер образования фермента подтверждается опытами и этих авторов, так как согласно их результатам интенсивность образования танин-ацилгидролазы значительно возрастала при добавлении к среде специфического субстрата. [c.184]

Показано, что индукторами биосинтеза фермента могут быть галлотанины, галловая кислота и некоторые другие соединения, близкие к ним по химическому строению. Все эти соединения могут быть для плесневых грибов единственными источниками углерода. Однако введение в питательную среду легкоусвсяемых источников углерода в ряде случаев благоприятно сказывается не только па росте, но и на образовании танин-ацилгидролазы. [c.197]

Даже если генетические возможности микроорганизма позволяют ему продуцировать определенный фермент, при этом еще не гарантируется его синтез (транскрипция и трансляция). Синтез многих ферментов и ферментных систем зависит от присутствия или отсутствия определенных регуляторных компонентов, или триггеров , образующихся эндогенно или вносимых в культуральную среду. Вещества, стимулирующие транскрипцию, называют индукторами, а сам процесс стимуляции называют индукцией. В тех случаях, когда индукторов нет, говорят о деиндукции. Другие вещества, называемые репрессорами, напротив, предотвращают транскрипцию, а сам процесс предотвращения транскрипции называют репрессией в отсутствие репрессора происходит дерепрессия. Описаны различные типы репрессии у бактерий простая репрессия по типу обратной связи, или репрессия конечным продуктом мультивалентная репрессия, присущая определенным ферментам, участвующим в синтезе аминокислот с разветвленной цепью координированная репрессия, когда все ферменты, участвующие в биосинтезе, согласованно репрессируются в присутствии высоких концентраций продукта реакции (например, триптофана или гистидина). Описанные ниже эксперименты иллюстрируют некоторые типы регуляции синтеза бактериальных ферментов путем индукции и репрессии. [c.414]

Субстрат - только источник питания ксенобиотик - только индуктор ферментов подготовительного метаболизма природных аналогов. Субстратом может быть любое соединение, утилизируемое микроорганизмом. Оно является источником углерода и энергии для биосинтеза одного, нескольких или всех ферментос подготовительного метаболизма. [c.366]

Рядом примеров проиллюстрируем опыт, накопленный в этом отношении. Фермент липаза почти не синтезируется грибом Asp. awamori на среде без индуктора, внесение кашалотового жира усиливает биосинтез фермента в сотни раз. Этот же вид гриба при добавлении в среду крахмала и полном исключении минерального фосфора интенсивно синтезирует другой фермент — фосфатазу. [c.109]

Однако не только наличие индуктора способно увеличить выход фермента не менее важно подыскание оптимального для биосинтеза фермента состава питательной среды и оптимальных условий культивирования. Значение этих факторов можно проиллюстрировать на примере разработки процесса биосинтеза а-амилазы культурой Asp. oryzae с индуктором — крахмалом. Ниже показано влияние состава питательной среды иа биосинтез а-амилазы [c.109]

Скорость биосинтеза рецепторных иммуноглобулинов неодинакова на различных этапах онтогенеза В-лимфоцитов. Она возрастает при появлении у этих клеток способности отвечать на специфический индуктор — антиген. Для В-лимфоцитов человека этот период совпадает с началом внеутробной жизни у мыши — третья неделя внеутробной жизни. [c.71]

Термофильный гриб Talaromy es emersonii при культивировании на среде с целлюлозой продуцирует множественные формы экзо- и эндоглюканаз п -глюкозидазы. Индуцированный синтез репрессируется лактозой, целлобиозой и глюкозой, а софороза не влияет на образование ферментов. Вероятно, внутриклеточная -глюкозидаза, обладая трансферазной активностью, удаляет репрессор и образует индуктор биосинтеза ( oughlan et al., 1984). [c.60]

Если рассмотреть несколько детальнее регуляцию на оперонном уровне объема биосинтеза ферментов в клетке, то вырисовываются два пути индукция и репрессия. Сущность и того и другого ясна из рассмотрения рис. 140. Биосинтез фермента может быть индуцирован низкомолекулярным метаболитом—индуктором, который, соединяясь с репрессорным белком (он запрещает транскрипцию), освобождает зону оператора (знак начала оперона), что сопровождается присоединением РНК-полимеразы и началом синтеза про-мРНК, а затем, после ее посттранскрипционной модификации,—фермента. [c.476]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология