Аллостерические белки

Рис. 127. Аллостерические белки имеют два различных центра связывания. Если один из них занят, то по второму связывание не происходит.

Помимо описанных выше случаев, имеется множество других примеров, взятых из мира бактерий и животных, анализ которых показывает, что низкомолекулярные вещества — гормоны и продукты метаболизма — обладают способностью взаимодействовать с геном, репрессируя или снимая репрессию с отдельных генов (см. обзор Боннера [3]). Каким образом можно было бы представить себе это взаимодействие Здесь нам придется довольствоваться рассуждениями, так как фактов еще мало. Предполагается, что особые низкомолекулярные соединения связываются с белковым репрессором, вызывая тем самым изменение его конфигурации и (или) других свойств. Таким образом, репрессоры, согласно этим представлениям [9], являются аллостерическими белками, т. е. белками, конфигурация которых изменяется в ответ на присоединение специфических низкомолекулярных веществ. Так, согласно этой гипотезе, гибберелловая кислота, например, обладает способностью специфически связываться с каким-то [c.527]

Аллостерические белки совершенно необходимы для клеточной сигнализации [40] [c.163]

Все известные в настоящее время белки, обладающие регуляторными свойствами, т.е. являющиеся аллостерическими белками, состоят из нескольких субъединиц. Количество таких белков у растений, по-видимому, больше, чем у животных. Это связано с тем, что растение самостоятельно синтезирует все вещества клетки, а животные нет. [c.101]

В общем случае естественный отбор способствовал эволюции полипептидов, которые приобретали специфические стабильные конформации Однако некоторые белковые молекулы, возможно даже большинство из них, имеют две или более слегка различающиеся конформации и, переходя обратимо от одной к другой, могут менять свою функцию. В таком аллостерическом белке могут, например, образоваться несколько различных наборов водородных связей с примерно одинаковой энергией, причем каждый такой набор связей требует разных пространственных взаимоотношений между двумя участками полипептидной цепи. Альтернативные стабилизированные конформации, как правило, разделяются нестабильными промежуточными состояниями, так что молекула мечется между стабильными конформациями. [c.162]

Другим хорошо изученным аллостерическим белком является гемоглобин. На величину сродства гемоглобина к кислороду влияют ионы Н+, а также молекулы органических фосфатов и СО2. Проведены физиологические исследования, в которых изучалось влияние некоторых из этих факторов. В связи с тем что кристаллическая структура этого белка определена с высоким разрешением, в настоящее время можно изучать взаимосвязь между его структурой и механизмом функционирования на молекулярном уровне. [c.119]

Аллостерические белки участвуют в регуляции метаболизма [39] [c.162]

Мембранные аллостерические белки, используя энергию АТР, могут служить молекулярными насосами [43] [c.166]

Молекулы белка способны обратимо изменять свою форму 162 4.2. Аллостерические белки участвуют в регуляции метаболизма 162 4.2.1. [c.510]

Мембранные аллостерические белки, используя энергию АТР, 4.2.4. могут служить молекулярными насосами 166 Белки могут мобилизовать энергию ионных градиентов для выполнения полезной работы 166 4.3. [c.510]

Для проявления данного типа регуляции фермент должен обладать раздельными активными центрами каталитическим (связывающим субстрат) и регуляторным (связывающим продукт или другой эффектор). Эти активные центры обычно размещены на разных субъединицах фермента (или в общем виде аллостерического белка). Однако связывание эффектора с регуляторным центром влияет на конформацию каталитического центра и изменяет его сродство к субстрату, как правило, снижая это сродство. [c.48]

Как это осуществляется Изучение механизма катаболитной репрессии (рис. 39) обнаружило, что этот тип регуляции тесно связан с внутриклеточным уровнем циклического АМФ, который в этом процессе функционирует в качестве эффектора. Он образует комплекс с аллостерическим белком —катаболитным активатором неактивным в сво- [c.122]

Свойства индивидуальных гемоглобинов неразрывно связаны с их четвертичной, равно как и вторичной и третичной, структурами. Наиболее распространенные гемоглобины имеют следующую тетра-мерную структуру НЬА (нормальный гемоглобин взрослого человека)—а Р НЬР (фетальный гемоглобин)—агУг НЬ8 (гемоглобин при серповидноклеточной анемии)—НЬАг (минорный гемоглобин взрослого человека)—а б . Четвертичная структура наделяет гемоглобин дополнительными важными особенностями (отсутствующими у миоглобина), которые способствуют выполнению гемоглобином его уникальной биологической функции и обеспечивают возможность строгой регуляции его свойств. Гемоглобин обладает аллостерическими свойствами (от треч. аллос—другой, стерос— место, пространство), и на его примере можно лучше понять свойства других аллостерических белков. [c.56]

Как уже отмечалось, огромную роль в регуляции транскрипции играют белки-регуляторы. Обычно это лишенные каталитической активности аллостерические белки, способные взаимодействовать с низкомолекулярными эффекторами и контролировать выражение определенных оперонов. Белки-регуляторы связываются с нуклеотидами промоторной зоны, которые предшествуют промотору, или перекрываются с ним и активируют или подавляют транскрипцию. [c.21]

Альтернативные модели для аллостерических белков [c.102]

Как это осуществляется Изучение механизма катаболитной репрессии обнаружило, что этот тип регуляции тесно связан с внутриклеточным уровнем циклического АМФ (цАМФ), который в этом процессе функционирует в качестве эффектора. Он образует комплекс с аллостерическим белком — катаболитным активатором, не активным в свободном состоянии. Этот комплекс, присоединившись к определенному участку на промоторе, обеспечивает возможность связывания РНК-полимеразы с промотором и инициацию транскрипции. Количество образующегося комплекса определяется концентрацией цАМФ, которая уменьшается при увеличении содержания глюкозы в среде. Таким образом, глюкоза вызывает изменение внутриклеточной концентрации цАМФ. Это соединение обнаружено в клетках всех прокариот. Его единственная функция — регуляторная. Циклический АМФ образуется из АТФ в реакции, катализируемой аденилатциклазой, связанной с ЦПМ [c.122]

Для аллостерических белков характерны [c.341]

Аллостерическая регуляция свойственна многим ферментам. Согласно теории Моно и соавторов, давших математическое описание этих процессов, аллостерические белки состоят из двух или более протомеров (субъединиц, строго симметрично связанных между собой нековалентными связями). Протомеры могут пред-существовать в двух дискретных состояниях А и В, между которыми наблюдается равновесие. Состояния А и В обладают разным сродством к лигандам, поэтому введение в систему определенного лиганда приведет его к связыванию с тем протомером, который находится в состоянии большего сродства к данному лиганду. Вследствие связывания лиганда равновесие между состояниями А п В будет сдвигаться, что и явится источником кооперативного перехода к системе (рис. 4). Если состояния А я Б различаются по сродству к субстрату или по скорости катализа, то сдвиг равновесия, происходящий под действием лиганда, приведет либо к ускорению, либо к замедлению каталитического процесса. [c.17]

Таким способом низкомолекулярные метаболиты передают информацию об уровне своей концентрации и состоянии обмена веществ ключевым ферментам метаболизма. Ключевые ферменты — это регуляторы периодичности в процессе функционирования энзима и соответственно образования продукта. Эти ферменты представлены в клетке аллостерическими, белками, а конечные метаболиты — аллостерическими эффекторами (активаторами и ингибиторами) ключевых энзимов. С помощью описанного механизма конечные продукты саморегулируют свой биосинтез. Ретроингибирование — способ точного и быстрого регулирования образования продукта. [c.35]

Обратимся теперь к спектру времен релаксации для аллостерического белка, также исследованному Эйгеном [125]. [c.477]

Моно Ж., Шаижё Ж., Жакоб Ф. Аллостерические белки и клеточные системы регуляции. Успехи современной биологии . 57, 1964, стр. 370. [c.344]

Субъединицы аллостерического белка — фермента— рзаимодействуют друг с другом. Присоединение субстрата или аллостерического ингибитора к одной из субъединиц изменяет сродство к субстрату или ингибитору остальных субъединиц. В этом смысле аллостерическии фермент является кооперативной системой. [c.315]

Конформационные изменения в полипептидной цепи глобина при взаимодействии с кислородом вызывают различия в пространственной организации гемоглобина и его окси-формы. Четвертичная структура гемоглобина обозначается как Т-форма (от англ. tense — напряженная), тогда как четвертичная структура оксигемоглобина — как -форма (от англ. relaxed — релаксированная). Обозначения Т и R обычно используются при описании четвертичных структур аллостерических белков, причем Т-фор-ма всегда имеет меньшее сродство к субстрату. Схематично различия между пространственными структурами Т- и R-форм гемоглобина представлены на рис. 5.12. [c.214]

Каждая дискретная конформация аллостерического белка имеет несколько отличную от других поверхность и. следовательно, разную способность взаимодействовать с другими молекулами. Часто лишь одна из двух конформаций имеет высокое сродство к конкретному лиганду в этом случае наличие или отсутствие лиганда определяет принимаемую белком конформацию (рис. 3-57). В тех случаях, когда с различными участками поверхности одного белка могут связываться два различных лигаггда, изменение концентрации одного из них меггяет сродство белка к другому. Подобные аллостерические изменения играют ведуп ую роль в регуляции многих биологических процессов. [c.162]

Белки обеспечивают направленное течение всех происходящих в гслетке процессов. Как же можно заставить молекулы самих белков двигаться упорядоченным образом Прежде чем ответить на этот вопрос, мы должны рассмотреть, каким образом клетка контролирует изменения конформации аллостерических белков. Рассмотрим аллостеричесгсий белок, способный принимать две альтернативные конформапии - неактивную низкоэнергетическую К и активную высокоэнергетическую К, энергия которых различается на 4,3 ккал/моль (что приблизительно соответствует энергии образования на поверхности белка четырех водородных связей). При такой разнице энергий вероятность концентрации К будет в 1000 раз превышать вероятность конформации К (табл. 3-3), и белок почти всегда будет находгггся в неактивной [c.163]

Связывание лигандов с поверхностью аллостерических белков обратимо меняет форму последних. Изменения, вызванные присоединением одного лиганда, могут повлиять на связывание второго лиганда, что обеспечивает механизм регуляции различных клеточных процессов Использование дополнительной химической энергии может внести направленность в изменения формы белка. Например, за счет сопряжения аллостерических изменений с гидролизом АТР белки могут выполнять полезную работу, скажем создавать механическое усилие или перекачивать ионы через мембрану. Могут формироваться и высокоэффективные белковые машины - объединение согласованно работающих белков в многоферментные комплексы. Возможно, что белковые ансамбли такого типа осуществляют множество основных биологических реакций. [c.167]

Значительная часть мембранных белков является рецепторами, т.е. аллостерическими белками, обладающими способностью при взаимодействии с гормонами - специфическими сигнальными медиаторами -определенным образом перестраивать пространственную структуру молекулы. Аллостерическое изменение конформации передается по трансмембранной цепи сопряженных бёлков или доменов одного большого белка внутрь клетки, достигает воспринимающей посланный сигнал системы и стимулирует в ней соответствующий физиологический процесс. Имеющаяся информация о трехмерных структурах рецепторов и других составляющих трансмембранных белков крайне скудна. До недавнего времени удалось получить кристаллы и определить структуру только двух специфических мембранных рецепторов, фоторецепторного центра и порина [246-248]. В 1990-е годы исследования рецепторных белков начинают приобретать систематический характер. Полученные к настоящему времени сведения об их пространственном строении, как показано ниже, относятся не к структурам целых мембранных рецепторов, а лишь к внешним частям молекул, внеклеточным доменам. [c.61]

АКТаза известна как аллостерический белок ( alio означает другой ). Так называют обычно белки, которые имеют места связывания (регуляторные места), специфические для физиологических молекул, регулирующих активность белка. Эти места отличаются от мест связывания субстрата в активном центре. Аллостерические белки обладают рядом особенностей, которые мы вначале проиллюстрируем, а затем дадим их количественный анализ. Мы воспользуемся АКТазой как примером в связи с тем, что она хорощо изучена. Однако применение рассмотренных ниже концепций не ограничивается одной этой системой. [c.87]

Аллостерические белки всегда построены из нескольких единиц. АКТаза состоит из шести каталитических (К) и шести регуляторных (Р) цепей. Каждая из К-цепей имеет мол. массу 33 ООО, а каждая из Р-цепей 17 ООО. В интактной молекуле имеется шесть мест связывания для аспартата и карбамоилфосфата на К-цепях и шесть мест связывания для СТР на Р-цепях. [c.91]

Можно представить себе еше более сложные схемы, включаюшие в себя ббльшее число конформационных состояний субъединиц, чем схемы, представленные уравнением (17.22) и рис. 17.13. Естественно, наиболее привлекательна простейшая схема, которая описывала бы все экспериментальные факты. По этой причине данные для аллостерических белков часто интерпретируются в рамках модели МУШ, так как в ней содержится всего лишь несколько параметров. Однако, если результаты эксперимента нельзя объяснить в рамках модели МУШ, необходимо обратиться к схемам, которые содержат в себе ббльшее число варьируемых параметров, например к простейшей последовательной модели [уравнение (17.22)]. [c.104]

АКТаза представляет собой мультисубъединичный белок с шестью местами связывания субстрата и с шестью местами связывания аллостерического ингибитора СТР. На выяснение механизмов, с помощью которых модулируется активность этого и других аллостерических белков, было затрачено много усилий. Экспериментальные данные обычно интерпретируются в рамках схемы, предусматривающей согласованные конформационные изменения субъединиц (модель Моно — Уаймена — Шанжё), или схемы, предполагающей серию последовательных структурных изменений. [c.119]

У аллостерических белков, таких, например, как аспартат-транскарбамоилаза, конформационные изменения возникают в результате связывания их с субстратом и (или) малыми лиганДами (активаторами или ингибиторами). Диссоциацию белка на субъеди-. [c.63]

Молекулярная биология клетки Том5 (1987) -- [ c.155 , c.156 , c.157 , c.158 , c.159 ]

Молекулярная биология клетки Т.3 Изд.2 (1994) -- [ c.162 , c.163 , c.164 , c.165 , c.166 ]

Биофизическая химия Т.3 (1985) -- [ c.7 , c.91 ]

Молекулярная биология клетки Т.3 Изд.2 (1994) -- [ c.162 , c.163 , c.164 , c.165 , c.166 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология