Фосфорилирование белков

Регуляторным ферментом гликогенолиза является гликогенфосфорилаза — первый фермент в катаболической цепи мобилизации гликогена. Этот фермент переводит углеводы из запасной формы в форму метаболически активную (фосфорилированную). Фермент фосфорилаза существует в двух формах, одна из которых (фосфорилаза а) активна, в то время как другая (фосфорилаза Ь) неактивна. Обе формы могут диссоциировать на одинаковые субъединицы. Фосфорилаза Ь состоит из двух субъединиц, а фосфорилаза а — из четырех. Превращение фосфорилазы Ь в фосфорилазу а осуществляется фосфорилированием белка по уравнению [c.251]

Фосфорилирование фермента не отражается на ферментативной активности при pH 8,0. Однако фосфорилирование белка оказывает влияние на аллостерические свойства фермента повышается чувствительность к ингибированию АТФ и цитратом, но снижается чувствительность к активирующему действию АМФ и фруктозо-2,6-дифосфата. Предполагают, что фосфорилирование индуцирует конформацион-ные изменения, способствующие смещению равновесия между двумя формами фермента активной и неактивной. При связывании АТФ в ингибиторном центре также происходит смещение равновесия в сторону неактивной конформационной формы фосфофруктокиназы. [c.238]

Рис. 9,11. Фосфорилирование белка и сАМР. а — схема реакции б — активация сАМР-зависимой протеинкиназы, Р— регуляторная и С — каталитическая

Биохимические функции. Адренокортикотропин воздействует на клетки надпочечников по мембрано-опосредованному механизму, вызывая стимуляцию синтеза и секреции кортикостероидов. Активация аденилатной системы и образование вторичного посредника цАМФ приводят к образованию активных протеинкиназ и фосфорилированию ряда цитоплазматических белков. Например, фосфорилирование эс-тераз приводит к их активации и освобождению холестерина. Кроме того, фосфорилирование белков рибосом приводит к интенсификации процессов трансляции и синтезу белка, в том числе и транспортера свободного холестерина в митохондрии, где и осуществляется синтез кортикостероидов (рис. 12.2). [c.146]

Открытие роли фосфорилирования белков как регулирующего механизма клеточного I метаболизма I [c.781]

Обычно считается, что лабильные микротрубочки цитоплазмы находятся в динамическом равновесии с мономерными или димерными единицами. Известно, например, что микротрубочки могут образовываться или распадаться в зависимости от метаболических условий. Для их сборки нужен ОТР, гидролиз которого, по-видимому, является существенной частью процесса сборки . Недавно опубликованные данные о фосфорилировании белков микротрубочек указывают на то, что процесс этот очень сложен. [c.278]

Фосфорилирование полипептидной цепи. Хотя большинство фосфорилированных белков было охарактеризовано у животных, возможно, что они также распространены у растений [173]. Так, установлено, что гистон Н, сои фосфорилирован специфи- [c.43]

Следует отметить, что в клетках открыт большой класс цАМФ-зависи-мых протеинкиназ , названных протеинкиназами А они катализируют перенос фосфатной группы на ОН-группы серина и треонина (так называемые серин-треонин-киназы). Другой класс протеинкиназ, в частности активируемый инсулиновым рецептором (см. ранее), действует только на ОН-группу тирозина. Однако во всех случаях добавление высокозарядной и объемной фосфатной группы вызывает не только конформационные изменения фосфорилированных белков, но изменяет их активность или кинетические свойства. [c.292]

Бол сложно организованной является регуляция, основанная на изменении активности фермента или белкового фактора путем его химической модификации. Чаще всего для этой цели используют реакции фосфорилирования белков с помощью специальных, специфичных к определенным белкам или группам белков — протеинкиназ (подробнее см. 10.2). [c.420]

Фосфорилирование белков рибосом [c.146]

Фосфорилирование. Фосфорилирование белков по алифатическим гидроксилам является одним из наиболее жестких приемов модификации белков. Для получения синтетических фосфо-протеидов белок обрабатывают пятиокисью фосфора, растворенной в 100%-ной ортофосфорной, кислоте. Реакция идет в течение нескольких дней при комнатной температуре. [c.72]

Др. тип регуляции активности ключевых ферментов-их хим. модификация (напр., обратимое ковалентное фосфорилирование, гликозилирование). Нек-рые ферменты активны в модифицированном, а ряд ферментов - в немодифици-рованном состоянии. Хим. модификация и превращение модифицированного фермента в исходную форму катализируются разными ферментами, чаще всего аллостерич. природы, к-рые, т. обр., выступают в роли регуляторов активности ферментов. Так, катализирующая фосфорилирование белков, в т. ч. ферментов, цАМФ-зависимая протеинкиназа-тетрамерный белок, состоящий из двух типов субъединиц (полипептидов). Фермент активен лишь после связывания двух молекул циклич. аденозинмонофосфата (цАМФ) с двумя регуляторными субъединицами в результате такого связывания фермент диссоциирует на две каталитически активные субъединицы и димер, с к-рым связаны две молекулы цАМФ. Т. обр., изменение активности ферментов путем их хим. модификации дополняет аллостерич. регуляцию и составляет часть каскадного механизма регуляции. Хим. модификацию ферментов осуществляют также специфич. протеазы, катализирующие ограниченный протеолиз и тем самым инактивирующие ферменты (напр., разрушая апоформы ферментов) или, наоборот, превращающие неактивные проферменты (напр., проферменты пищеварит. протеаз-пепсина и трипсина) в каталитически активные формы. [c.219]

Получаемые синтетические фосфорилированные белки отличаются от природных фосфопротеидов тем, что их фосфор присоединен крайне лабильными связями. Так, фосфорилированный альбумин спонтанно отщепляет свой фосфор даже при хранении на холоду. [c.73]

В то время как механизм пассивного транспорта, как правило, известен, механизм сопряжения транспорта вещества с обеспечивающей этот процесс энергией химической реакцией остается не ясным. Вероятно, при функционировании Na K " -АТРазы происходит временное фосфорилирование белка переходящими с АТР-ионами фосфата. Это в свою очередь вызывает изменение конформации фер.мента, приводящее к переносу натрия из клетки в межклеточную жидкость, а калия в противоположном направлении (рис. 99). [c.232]

Природные высокомолекулярные фосфорорганические соединения (рибонуклеиновые кислоты, фосфопротеиды, фосфорсодержащие ферменты и т. д.) и продукты фосфорилировании белков (эти вещества также имеют гетероцепное строение) относятся более к проблемам биохимии, чем к тематике данной книги, и мы этих вопросов касаться пе будем. [c.241]

АТФ-аденозинтрифосфат, АДФ - аденозиндифосфат, Р-фосфорная к-та нли ее остаток Фосфорилирование сопровождается активацией или инактивацией ферментов, напр, гликозилтрансфераз, а также изменением физ.-хим. св-в неферментных белков. Обратимое фосфорилирование белков контролирует, напр., такие важные процессы, как транскрипция и трансляция, метаболизм липидов, глюконеогенез, мышечное сокращение. [c.103]

Характерной особенностью регуляторных механизмов, зависимых от обратимой модификации белков, является существование специальных ферментов, возвращающих модифицированные белки в их исходное состояние покоя циклический АМР гидролизуется фосфодиэстеразой до АМР, а все образующиеся фосфорилированные белки подвергаются гидролизу под действием фосфопротеинфосфатазы, в результате которого происходит удаление фосфатных групп [50]. Эти релаксационные реакции обозначены на рис. 11-10 пунктирными линиями. Действие фосфатаз также, несомненно, подвержено регуляции, однако о соответствующих механизмах нам мало что известно. Инсулин же при его введении в организм крыс, больных диабетом, стимулирует, вероятно, непрямым путем быстрое превращение неактивной формы (D-формы) гликогенсинтетазы печени в активную (1-форму) [51]. [c.509]

Что касается ферментов, наблюдалось только фосфорилиро вание комплекса пируватдегидрогеназы [131]. Общепризнано что фосфорилирование белков представляет собой мexaниз изменения их активности следовательно, должен быть также и механизм дефосфорилирования, который регулируется фосфа-тазами [83]. [c.44]

Протеинкиназа-это внутриклеточный фермент, через который цАМФ реализует свой эффект. Протеинкиназа может существовать в 2 формах. В отсутствие цАМФ Протеинкиназа представлена в виде тетрамерного комплекса, состоящего из двух каталитических (С,) и двух регуляторных (К,) субъединиц с мол. массами 49000 и 38000 соответственно в этой форме фермент неактивен. В присутствии цАМФ протеинкиназный комплекс обратимо диссоциирует на одну К,-субъединицу и две свободные каталитические субъединицы С последние обладают ферментативной активностью, катализируя фосфорилирование белков и ферментов, соответственно изменяя клеточную активность. [c.291]

Активность многих ферментов регулируется цАМФ-зависимым фосфо-рилированием, соответственно большинство гормонов белково-пептидной природы активирует этот процесс. Однако ряд гормонов оказывает тормозящий эффект на аденилатциклазу, соответственно снижая уровень цАМФ и фосфорилирование белков. В частности, гормон соматостатин, соединяясь со своим специфическим рецептором—ингибиторным С-белком (С , являющимся структурным гомологом С -белка (см. ранее), ингибирует аденилатциклазу и синтез цАМФ, т.е. вызывает эффект, прямо противоположный вызываемому адреналином и глюкагоном. В ряде органов простагландины (в частности, РОЕ ) также оказывают ингибиторный эффект на аденилатциклазу, хотя в том же органе (в зависимости от типа клеток) и тот же РОЕ может активировать синтез цАМФ. [c.292]

На рис. 10.1 изображены процесс распада гликогена до глюкозо-1-фосфата и y гa тиe в этом процессе ггАМФ. Фермент фосфорилаза существует в двух формах, одна из которых (фосфорилаза а) активна, в то время как другая (фосфорилаза Ь) обычно неактивна. Обе формы могут диссоциировать на субъединицы. Фосфорилаза Ь состоит из двух субъединиц, а фосфорилаза а-из четырех. Превращение фосфорилазы Ь в фосфорилазу а осуществляется фосфорилированием белка [c.325]

Гипотеза Грингарда сАМР осуществляет регуляцию посредством фосфорилирования белка [c.273]

Физиологическая регуляция происходит не только путем синтеза и циркуляции активных соединений и химических мессенд--жеров. Она должна осуществляться также возможностью инактивации циркулирующих сигналов. На уровне циклического нуклеотида сАМР гидролизуется с помощью фосфодиэстеразы до 5 -АМР. На уровне фосфорилированных белков фосфопро-теинфосфатазы гарантируют обратимость белкового фосфорилирования. [c.276]

Плазматические мембраны нейронов и мембраны некоторых не нейрональных клеток содержат специфические рецепторы (рецепторы ЫОР), которые связывают N0 вначале с низким, а затем с высоким сродством. Было показано, что рецепторы с высоким сродством образуют кластеры и вместе со связанным ЫОР попадают в клетку при эндоцитозе и транспортируются внутри клетки частично к лизосомам (где происходит их деградация), частично к ядру. При их поглощении нервным окончанием рецептор и ЫОР переносятся путем ретроградного аксонального транспорта. Подобные процессы могут происходить и при других типах гормональной регуляции и поэтому КОР служит своеобразной моделью гормонов и факторов роста. Механизм действия ЫОР в клетке не изучен. В ответ на действие ЫОР наблюдалось фосфорилирование белка и поэтому было постулировано участие в этом процессе сАМР-зависимой протеинкиназы. Идентифицировано несколько субстратов КОР-активированного фосфорилирования (среди них тирозингидроксилаза, рибосомальный белок 56, гистоны Н1 и НЗ и не-гистонные ядерные белки), но не показана связь между этими процессами и физиологической функцией МОР. [c.326]

После диссоциации протеинкиназы ее каталитические субъединицы осуществляют процесс фосфорилирования белков. Присоединение фосфатной группировки происходит по ОН-группам аминокислотных остатков тирозина, треонина или серина, при этом структура и биологическая активность фосфо-рилированного белка может существенно изменяться. В качестве примера можно привести активацию фосфорилазы Ь, которая под действием киназы фосфорилазы Ь фосфорилируется и превращается в активную фосфорилазу а. [c.136]

Процесс дефосфорилирования белков происходит под действием ферментов группы фосфопротеинфосфатаз. Фосфорилирование белков цАМФ-зави-симыми протеинкиназами не ограничивается цитоплазмой. С-Каталитиче-ские субъединицы протеинкиназ способны пересекать ядерные мембраны и, фосфорилируя ядерные белки — гистоны, регулировать генную активность клеток. [c.137]

Имеется семейство цГМФ-зависимых протеинкиназ (протеинкиназы О), которые осуществляют фосфорилирование белков, подобно протеинкиназам А или С. Однако цАМФ- и цГМФ-зависимое фосфорилирование белков стро- [c.137]

Из множества ферментов, регулируемых Са " , следует отметить протеинкиназы С, фосфорилирующие растворимые белки цитозоля, фосфодиэстеразы и аденилатциклазы, которые, в свою очередь, являются регуляторами процессов фосфорилирования белков. Связь Са с гормонами очевидна, так как при его дефиците действие гормонов прекращается. В приведенном выще примере фосфорилирования фосфорилазы b и перевода ее в активную форму существенную роль играет Са -кальмодулин. [c.138]

Биохимические функции. Катехоламины действуют на клетки-мишени по мембрано-опосредованному механизму, чему в немалой степени способствует гидроксилирование кольца и боковой цепи этих соединений. Катехоламины взаимодействуют с а- и р-адренергическими рецепторами, локализованными в мембранах клеток-мишеней. Адреналин взаимодействует с обоими типами рецепторов, а норадреналин преимущественно с а-рецепторами. Каждая группа рецепторов разделяется на две подгруппы, а именно a и а2, а также (3 и Группа а[-, а2-рецепторов проявляет эффекты сосудосуживающего действия, сокращения гладких мышц, ингибирования липолиза. Действие р-рецепторов связано с активацией аденилатциклазы, образованием цАМФ и последующим фосфорилированием белков. Например, адреналин, взаимодействуя с р-рецепторами через систему вторичных посредников, активирует протеинкиназу, которая фосфорилирует ряд цитоплазматических белков. Таким образом, адреналин регулирует гликогенолиз в печени и в мышцах, а также глюконеогенез в печени. Мобилизация гликогена в мышцах происходит под действием фермента фосфорилазы, которая находится в виде неактивного димера (форма Ь) или активного тетрамера (форма а). Активированная посредством адреналина протеинкиназа фосфорилирует фермент киназу фосфорилазы Ь, что приводит к ее активации [c.156]

Конформация Е- ферментного белка имеет сайты, специфичные к ионам К" , и два иона К+ присоединяются к ионсвязывающим центрам фосфорилированного белка. [c.312]

Приведенные выше данные заставили на какое-то время усомниться в ценности результатов, полученных при изучении кислотного гидролиза фосфорилхимотрипсина. При объяснении специфического блокирования сериновой гидроксильной группы такими реагентами, как ДФФ, нельзя не учитывать возможности очень легкой К—>-0-мнграции фосфорильной группы от имидазола к серину. Однако подозрение, что такая миграция происходит во время деградации фосфорилированного белка и приводит, следовательно, к артефакту, исключается, поскольку используемый в настоящее время метод мягкого ферментативного переваривания фосфорилированного химотрипсина также приводит к образованию пептидов, содержащих 0-фосфорилированный остаток. Кроме того, инверсия последовательности в этих условиях является гораздо менее вероятной. [c.267]

Эта реакция ведет к совершению механической работы и к частичному переходу энергии в теплоту. Во второй фазе процесса (при расслаблении) происходит переход фосфата в форму свободной ортофосфорной кислоты, причем также осуш ествляется заметная диссипация энергии (выделение теплоты). Первая реакция пока в точности неизвестна. Однако имеются веские причины считать, что это — реакция переноса эфирносвязанной фосфатной группы с АТФ на белок, или реакция фосфорилирования белка. [c.189]

АДФ- -Ф как источник энергии в мьппечном сокращении. Мы уже упоминали, что большая часть данных указывает на дефосфорилирование АТФ как на основной процесс, дающий энергию но этот процесс есть баланс реакций в течение полного цикла сокращения—расслабления. Первая фаза, сократительная, связана, по всей вероятности, с фосфорилированием белка, т. е. с процессом, ведущим к нейтрализации его положительного заряда. Однако до сих нор еще никто не доказал подобное протекание процесса прямым экспериментом. [c.198]

Фосфопротеиды могут быть приготовлены in vitro путем фосфорилирования белков хлорокисью фосфора (Р0С1з) [79, 80]. Эти синтетические фосфопротеиды отличаются, однако, от природных тем, что в них значительная часть фосфорной кислоты связана с аминогруппами и с гидроксильными группами тирозина. Кроме того, они более устойчивы к гидролитическому действию щелочей, чем природные фосфопротеиды. [c.238]

Тот факт, что перенос фосфата протекает через ковалентное промежуточное соединение, фосфорилфермент, служит основой предполагаемого механизма катализа щелочной фосфатазой. Фосфорилированный белок можно осадить из смеси фосфата с ферментом прибавлением трихлоруксусной кислоты [60]. Анализ продуктов расщепления белка показывает, что фосфат присоединен к остатку серина [61]. В щелочной среде обнаружить ковалентно присоединенный фосфат не удается, одна1ко Вильсон и сотр. [62—67] с помощью кинетических и изотопных методов показали, что фосфорилфермент образуется при всех значениях pH и что он идентичен фосфорилированному белку, выделяемому из кислого раствора. Свободная энергия гидролиза этого промежуточного соединения удивительно мала, и по величине соответствующей ей константы равновесия он в 10 раз устойчивее обычных фосфорных эфиров [62—64]. Причина того, что фосфатаза не оказывается в термодинамической ловушке, заключается в образовании нековалентного комплекса фермент—фосфат, который при pH 8 в 100 раз устойчивее фосфорилфермента [62]. В результате этого равновесие [c.638]

Коулмен и сотр. [51] обнаружили, что Сс12+- и Мп +-фосфата-зы, у которых каталитическая активность совершенно отсутствует, очень прочно присоединяют фосфат с образованием значительного количества фосфорилфермента. В то время как для 2п +-фосфатазы степень образования ковалентного соединения с фосфатом максимальна при pH 5 и очень мала при pH выше 6, для С(12+- и Мп + фосфатаз оптимальное значение pH этой реакции равно 7. В случае Сс12+-фермента при этом значении pH большая часть присоединенного фосфата связана ковалентно. Следовательно, С(12+- и Мп2+-производные так же эффективны на стадии фосфорилирования белка, как и фермент, содержащий цинк. Причина отсутствия у них ферментативной активности заключается, вероятно, в неспособности к дефосфорилированию в щелочной среде. Степень ковалентного присоединения фосфата к Со +-фос-фатазе, как сообщается в этой работе, очень мала при всех значениях pH и достигает максимума (всего 0,2 моля на 1 моль фермента) при pH 6 [51]. [c.639]

ОН- или МНг-группу, находящуюся на расстоянии, не превыщаю-щем длины цепи из четырех углеродных атомов от акцептирующей гидроксильной группы. Это структурное требование указывает на существование у фермента центра связывания, несущего положительный заряд и способствующего реакции с нуклеофилом. Молекулы акцепторов, которые не удовлетворяют этому требованию, оказываются неэффективными в экспериментах по переносу [37], однако нет оснований полагать, что при достаточно высокой концентрации они не смогли бы конкурировать с водой. По-видимому, фермент не имеет специального центра для связывания воды. Эти выводы из экспериментальных данных иллюстрируются схемой на рис. 17.1. Об участии металлов в придании активному центру фермента стерической селективности свидетельствует тот факт, что С(12+ и Мп + облегчают фосфорилирование белка, но не последующий гидролиз промежуточного соединения, тогда как Со +, активность с которым составляет 12% активности с 2п +, делает трансферазные реакции невозможными. [c.643]

Синтез фосфорилированных белков [47] стимулировался важным значением реакции фосфорилирования для биосинтеза и переноса энергии. Хотя изучение синтеза пептидной и амидной связей в модельных системах показало, что для этих процессов требуется аденозинтрифосфат (АТФ), до сих пор еще нет никаких доказательств участия АТФ в прямом фосфорилировании субстрата. Кроме того, прежние методы фосфорилирования белков были неспецифическими и приводили к введению значительной доли лабильных остатков фосфорной кислоты. [c.320]

Продукты превращения фосфоинозитидов. Схема регуляции следующая гормон связывается с рецептором, что приводит к активации фосфолипазы С. Этот фермент катализирует расщепление мембранного фосфатидилинозитол-4,5-бисфосфата на два вторичных посредника — 1Рз и диацилглицерол. 1Р3 усиливает поступление Са в цитозоль, обеспечивая его регуляторные эффекты. Диацилглицерол активирует фосфолипидзависимую протеинкиназу С. Конечным эффектом обоих посредников будет фосфорилирование белков. [c.380]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология