Киназа субъединицы

Концентрацию киназы фосфорилазы следует подобрать так, чтобы не более 20% добавленной фосфорилазы Ь превращалось в фосфорилазу й за 5 мин. Одна единица активности — это количество фермента, катализирующего превращение 1 мкмоль фосфорилазы Ь в фосфорилазу а в 1 мин при 30° С, pH 8,2. Для расчета учитывают молекулярную массу субъединицы фосфорилазы, равную 97 400 Да удельную активность фосфорилазы а в отсутствие АМФ принимают за 70% от активности фосфорилазы Ь, измеренной в присутствии АМФ. [c.224]

ГИИ и действует согласно весьма сложному механизму контроля. Фермент существует в виде двух различных форм, фосфорилаз (а) и (Ь). Фосфорилаза (Ь) неактивна (по крайней мере в отсутствие АМР — см. ниже) и существует в виде димера. Посредством фосфорилирования определенного остатка серина в каждой из субъединиц белка, катализируемого ферментом киназой фосфорилазы, фосфорилаза превращается в (а)-форму. Обратная реакция катализируется отдельным ферментом — фосфатазой фосфорилазы. [c.537]

Под действием киназы фосфорилазы Ь, активность которой регулируется цАМФ-зависимой протеинкиназой, обе субъединицы молекулы неактивной формы фосфорилазы Ь подвергаются ковалентному фосфорилированию и превращаются в активную фосфорилазу а. Дефосфорилирование последней под действием специфической фосфатазы фосфорилазы а приводит к инактивации фермента и возврату в исходное состояние. [c.292]

Киназа фосфорилазы-это очень крупный белок с молекулярной массой свыше 1 млн. Она состоит из 16 субъединиц, каждая из которых содержит специфический остаток серина, который под действием активированной протеинкиназы фосфорилируется посредством АТР. [c.790]

Активационный процесс может быть обращен, причем в этом обращении участвуют фосфатазы [2449]. Действие этих фосфатаз также находится под гормональным контролем, и равновесие между активацией и инактивацией ферментов точно сбалансировано. Киназа фосфорилазы — важный компонент системы, через который может осуществляться контроль, — представляет собой сложный фермент, состоящий из трех типов разных субъединиц. Две из них могут быть фосфорилированы при фосфорилировании р-субъединицы фермент активируется, но затем, при фосфорилировании а-субъединицы, может начаться процесс инактивации каскада при этом ip-субъединица становится более подверженной действию фосфатазы [816]. [c.124]

В неактивном состоянии А-киназа - это комплекс из двух регуляторных субъединиц, связывающих сАМР, и двух каталитических субъединиц. Связывание сАМР изменяет конформацию регуляторных субъединиц, что приводит к отделению их от комплекса. Освобожденные каталитические субъединицы и представляют собой активную А-киназу они фосфорилируют молекулы белков-субстратов (рис. 12-27). [c.373]

Рис. 12-31. Сильно схематизированное изображение четырех субъединиц киназы фосфорилазы из мышц млекопитающих Каталитической активностью обладает у-субъединица а- и Р-субъединицы участвуют в регуляции этой активности циклическим АМР, а 5-субъединица (кальмодулин)-в ее регуляции ионами Са В действительности полный ферментный комплекс содержит по четыре копии каждой субъединицы.

Полагают, что циклический АМР и А-киназа тоже опосредуют подобные изменения, вероятно путем фосфорилирования других клеточных белков, которое может изменять экспрессию генов. Этот пока не изучен в деталях, но один из промежуточных этапов в создании следов долговременной памяти, видимо, состоит в длительной активации А-киназы в результате снижения концентрации регуляторных субъединиц, ингибирующих этот фермент (см. разд. 12.4.1). Как полагают, [c.334]

Последние исследования показали, что такое описание слишком упрощенно 34], сАМР-зависнмая протеинкиназа представляет собой тетрамерный белок состоящий из двух каталитических и двух регуляторных субъединиц. Далее, сАМР-зависимые протеинкиназы можно разделить на два типа I и П.-Основное различие между двумя этими типами заключается в способности регуляторных субъединиц киназ типа II фосфорилироваться каталитической субъединицей. В то же время сОМР-зависимая протеинкиназа представляет собой димерный белок, состоящий из двух идентичных субъединиц. Каждая субъединица имеет сПТР-связываюший и каталитический центры в одной полипептидной пепи. [c.143]

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]

Молекула киназы фосфорилазы состоит из субъединиц четырех типов ар б. Молекулярная масса фермента — 1,3-10 Да — отвечает формуле (аРуб)4- Киназа фосфорилазы играет, как показано, ключевую роль в регуляции обмена гликогена и в сопряжении гликогенолиза и мышечного сокращения. В скелетной мускулатуре она существует в двух молекулярных формах нефосфорилированной ( неактивированная ) и фосфорилированной ( активированная ). Первая активна лищь при pH 8,2, вторая — при pH 6,8 и 8,2. При активации фермента отнощение активностей, измеренных при pH 6,8/8,2, возрастает от 0,05 до 0,9—1,0. Активация киназы достигается фосфорилированием а- и р-субъединиц, которое катализирует цАМФ-зависимая протеинкиназа. Каталитическую роль выполняет -субъединица б-субъединица идентична a +- вязывaющeмy белку — кальмодулину. Ферментативная активность киназы фосфорилазы полностью зависит от ионов На р-субъединице фермента имеется регуляторный центр, обладающий высоким сродством к АДФ. Константа Михаэлиса для АТФ равна [c.223]

Активность пируватдегидрогеназного комплекса тканей многих млекопитающих частично контролируется механизмом фосфорилирование — дефосфорилирование [138, 139а]. Фосфорилирование субъединицы декарбоксилазы (дегидрогеназы) АТР-зависимой киназой приводит к образованию неактивного фосфофермента. Особая фосфатаза реактивирует дегидрогеназу (рис. 6-15). [c.272]

Киназа фосфорилазы — очень крупный фермент с мол. весом 1,3 млн., содержащий три типа субъединиц и имеющий, вероятно, состав а4Р4У4- Протеинкиназа, активность которой зависит от циклической АМР, фосфорилирует как а- так и р-субъедиии-цы, причем фосфорилирование именно 3-субъединиц, по-вндимому, ответственно за активацию [49, 49а]. Киназа фосфорилазы может подвергаться также самоактивации, включающей фосфорилирование тех участков, на которые не действует протеинкина-за [49а]. [c.508]

Адреналинрецеиторный комплекс АЦ-аденилатциклаза, О-О-белок С и К-соответственно каталитические и регуляторные субъединицы протеинкиназы КФ-киназа фосфорилазы й Ф- фосфорилаза Глк-1-Р - глюкозо-Ьфосфат Глк-6-Р - глюкозо-6-фосфат УДФ-Глк-уридиндифосфатглюкоза ГС- гликогенсинтаза. [c.294]

Ионам Са принадлежит центральная роль в регуляции многих клеточных функций. Изменение концентрации внутриклеточного свободного Са является сигналом для активации или ингибирования ферментов, которые в свою очередь регулируют метаболизм, сократительную и секреторную активность, адгезию и клеточный рост. Источники Са могут быть внутри- и внеклеточными. В норме концентрация Са в цитозоле не превышает 10 М, и основными источниками его являются эндоплазмати-ческий ретикулум и митохондрии. Нейрогормональные сигналы приводят к резкому повышению концентрации Са (до 10 М), поступающего как извне через плазматическую мембрану (точнее, через потенциалзависимые и рецепторзависимые кальциевые каналы), так и из внутриклеточных источников. Одним из важнейших механизмов проведения гормонального сигнала в кальций—мессенджерной системе является запуск клеточных реакций (ответов) путем активирования специфической Са -кальмодулин-зависимой протеинкиназы. Регуляторной субъединицей этого фермента оказался Са -связывающий белок кальмодулин (мол. масса 17000). При повышении концентрации Са в клетке в ответ на поступающие сигналы специфическая протеинкиназа катализирует фосфорилирование множества внутриклеточных ферментов —мишеней, регулируя тем самым их активность. Показано, что в состав киназы фосфорилазы Ь, активируемой ионами Са , как и КО-синтазы, входит кальмодулин в качестве субъединицы. Кальмодулин является частью множества других Са -свя-зывающих белков. При повышении концентрации кальция связывание Са с кальмодулином сопровождается конформационными его изменениями, и в этой Са -связанной форме кальмодулин модулирует активность множества внутриклеточных белков (отсюда его название). [c.296]

В 1968 г. Эдвин Кребс и его коллеги показали, что сАМР-за-висимая протеинкиназа участвует в стимуляции гликогенолиза. Позже группа Грингарда обнаружила протеинкиназную активность почти во всех животных тканях, и было постулировано, что сАМР осуществляет свои многочисленные физиологические эффекты посредством этого нового класса ферментов (рис. 9.11, а, 9,12). сАМР-Зависимые протеинкиназы являются тетрамерными ферментами, каждый из которых имеет две регуляторные и две каталитические субъединицы (рис. 9.11,6). Связывание сАМР с регуляторными субъединицами вызывает диссоциацию их каталитических субъединиц, и последние, таким образом, активируются. Протеинкиназа, найденная в основном в нервных тканях, так называемая киназа типа П, фактически фосфорилирует свои собственные регуляторные субъединицы такое автофосфорилирование не наблюдается у протеинкиназы типа I. Однако механизмы их активации одинаковы. [c.273]

Киназа фосфорилазы относится к группе протеинкиназ А, активность которых регулируется аденозин-3, 5 -циклофосфатом (цАМФ). Такие протеинкиназы содержат наряду с каталитическими субъединицами регуляторные субъединицы, содержащие центры узнавания цАМФ, который играет роль аллостерического активатора протеинкиназы. В результате этого возникает еще одна регуляторная ступень, предшествующая активации фосфорилазы. Принципиально отличаясь по своему химическому содержанию, эта ступень тем не менее работает по сходной схеме. Появление цАМФ является ответом на внешний сигнал, включающий фермент аденилатциклазу, катализирующий превращение АТФ в цАМФ (см. [c.425]

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]

Рис. 9 22. Регуляция активности гликогенфосфорилазы путем ее ковалентной модификации. В активной форме фермента (фосфорилаза а) специфические остатки серина (по одному в каждой субъединице) фосфорилированы. В результате ферментативного отщепления фосфатных групп, катализируемого фосфатазой фосфорилазы, фосфорилаза а переходит в относительно неактивную фосфорилазу Ь. Фосфорилаза Ь может реактивироваться и превратиться в фосфорилазу а под действием киназы фосфорилазы, катализирующей фосфорилирование гидроксильных групп серина за счет АТР.

Рис. 15-14. Регуляция активности гликогенфосфорилазы. Молекула этого фермента состоит из двух субъединиц. В каждой из них имеется важный для каталитической активности остаток серина. По гидроксильной группе этого остатка серина обе субъединицы фермента фосфорилируются под действием киназы фосфорилазы, в результате чего образуется фосфорилаза а. Эта реакция стимулируется ионами Дефосфорилирование фосфори-

Объединим теперь описанные выше явления и проследим цепь событий, в результате которых адреналин стимулирует в печени распад гликогена до глюкозы, поступающей в кровь (рис. 25-11). Адреналин достигает поверхности клеток печени, где он связывается со специфическим адренорецептором. Связывание адреналина (который никогда не входит внутрь клетки) вызывает изменение рецепторного белка. Это изменение каким-то образом передается через мембрану и включает аденилатциклазу, связанную с внутренней поверхностью клеточной мембраны. Теперь активированная аденилатциклаза начинает превращать АТР в сАМР-вторичный передатчик, причем концентрация сАМР в цитозоле быстро достигает максимума, равного 10 М. Образованный сАМР в свою очередь связывается с регуляторными субъединицами протеинкиназы, что приводит к высвобождению ферментативно активных каталитических субъединиц протеинкиназы. Далее активированная протеинкиназа катализирует фосфорилирование посредством АТР неактивной дефосфорилированной формы киназы [c.791]

Ферменты из печени и скелетных мышц млекопитающих хорошо изучены. Фосфорилаза мышц представляет собой тетрамер, состоящий из четырех идентичных субъединиц. Каждая такая субъединица содерн ит один остаток серина, связанный сложноэфирной связью с ортофосфатом, а также одну молекулу пиридоксальфосфата (и тот и другой компонент имеют существенное значение для ферментативной активности). Эта активная форма фосфорилазы называется фосфорилазой а. Когда фосфат фосфосери-нов отщепляется под действием специфичного фермента, называемого фосфатазой фосфорилазы, фосфорилаза а распадается на димерные молекулы. Димер называется фосфорилазой Ъ. В этой форме фермент неактивен в условиях, в которых обьгано действует фосфорилаза а. Его активность можно, правда, частично восстановить добавлением 5 -АМФ, но этот эффект не имеет отношения к физиологическому механизму активации фосфорилазы Ь, т. е. к превращению ее в фосфорилазу а. Физиологический механизм активации состоит в фосфорилировании фосфорилазы Ъ четырьмя молекулами АТФ в присутствии специфичного фермента — киназы фосфорилазы. Этот фермент в свою очередь существует как в активной, так и в неактивной [c.284]

Рис. 12.5. Регуляция активности гликогенфоофорилазы млекопитающих. АС — аденилатциклаза (КФ 4.6.Ы) R и С—регуляторная и каталитическая субъединицы протеинкиназы (КФ 2.7.1.37) PhK — киназа фосфорилазы (КФ 2.7.1.38) GP — гликогенфоофорилаза (КФ 2.4.1.1). Другие сокращения сА= = циклический АМР, GLy — гликоген, G-1-P — глюкозо-1-фосфат. Катализируемые ферментами этапы пронумерованы цифрами 1—4.

К специфическому рецептору, находящемуся в этой же мембране. Образующийся сАМР взаимодействует с неактивной протеинкиназой, стимулирует ее диссоциацию и отделение от нее ингибиторной регуляторной субъединицы (R), освобождая активную каталитическую единицу (С), которая способна фос-форилировать ряд различных белковых субстратов. Одним из них является киназа фосфорилазы (PhK), которая после активации фосфорилированием фосфорилирует фермент гликоген-фосфорилазу (GP). С помощью такой цепи реакций глюкагон и адреналин стимулируют образование глюкозо-1-фосфата. Каскад, состоящий из четырех катализируемых ферментами этапов, существенно усиливает сигнал, так что очень небольшое число молекул гормона может привести к утилизации большого количества сахара. Молярное отношение трех ферментов — протеинкиназы, киназы фосфорилазы и фосфорилазы — в мышцах составляет приблизительно 1 20 120, что находится в соответствии с концепцией усиления сигнала. [c.124]

Ранние этапы процесса, представленные на рис. 12.5 (этапы 1 и 2), по-видимому, являются общими при регуляции более чем одной метаболической цепи. Было показано, что изолированная протеинкиназа способна фосфорилировать разные гистоны, рибосомные белки, белки мембран и органелл, а также другие ферменты, такие как триацилглицероллипаза и глико-генсинтаза [4971]. Присутствует ли в одной ткани несколько протеинкиназ, или отдельные киназы проявляют широкую специфичность — неясно. Действие регуляторной субъединицы (R), являющейся ингибитором реакций фосфорилирования ряда субстратов, может быть усилено другим белком (I), который иг-)ает роль в определении субстратной специфичности киназы 4017]. [c.124]

Рис. 12-25. Размеры и локализация каталитических доменов некоторых протеинкиназ, рассмотренных в этой главе. Во всех случаях каталитический домен (выделен цветом) состоит примерно из 250 аминокислотных остатков и имеет сходную аминокислотную последовательность это позволяет предполагать происхождение их всех от общего предшественника. Три представленные здесь тирозин-специфические киназы-трансмембранные белки-рецепторы, которые при связывании специфического внеклеточного лиганда активируются и фосфорилируют ряд белков внутри клетки (в том числе и самих себя) по остаткам тирозина. Обе цепи рецептора инсулина кодируются одним геном, продукт которого - белок-предшественник - расщепляется на две цепи, связанные дисульфидными мостиками. Внеклеточная часть рецептора PDGF, по-видимому, сложена в пять иммуноглобулиноподобных доменов - возможно, этот белок относится к суперсемейств> иммуноглобулинов (разд. 18.6.20). Регуляторные субъединицы А-киназы (см. рис. 12-27) и киназы фосфорилазы (см. рис. 12-31), в норме

Рис. 12-27. Активация сАМР-зависимой протеинкиназы (А-киназы). Присоединение сАМР к регуляторным субъединицам фермента вызывает изменение их конформации, приводящее к отделению этих субъединиц от комплекса. Освобождаемые при этом каталгггические субъединицы активируются. Каждая регуляторная субъединица имеет два участка для связывания с АМР, и освобождение каталитических субъединиц представляет собой кооперативный процесс, требующий присоединения более чем двух молекул с АМР на тетрамер. Это делает реакцию киназы на изменение концентрации сАМР значительно более резкой (см. разд. 12.4.8). Во многих клетках имеются А-киназы двух типов-с

Аллостерическая активация кальмодулина кальцием аналогична активации А-киназы циклическим АМР, с тем отличием что комплекс Са -кальмрдулин сам по себе не обладает ферментативной активностью и действует, связываясь с другими белками. В некоторых случаях кальмодулин служит постоянной регуляторной субъединицей ферментного комплекса (как в случае киназы фосфорилазы, см. ниже), но чаще [c.375]

В качестве примера взаимодействия путей Са и сАМР рассмотрим киназу фосфорилазы скелетных мышц, роль которой в расщеплении гликогена мы уже обсуждали. Эта киназа фосфорилирует гликогенфосфорилазу, расщепляющую гликоген (см. рис. 12-26). Киназа фосфорилазы -мультисубъединичный фермент, но только одна из его четырех субъединиц фактически катализирует фосфорилирование три другие -регуляторные и дают комплексу возможность активироваться и циклическим АМР, и ионами кальция. Каждая из четырех субъединиц, [c.376]

Поведение таких калиевых каналов, называемых S-каналами, можно детально проследить с помощью метода пэтч-клампа (см. разд. 6.4.17). Qpn связывании серотонина мембранными рецепторами эти каналы закрываются (рис. 19-43). Калиевые каналы закрываются таким же образом и в том случае, если содержащий их участок мембраны перенести в кювету с искусственной средой, где каналы подвергаются прямом> фосфорилированию каталитической субъединицей А-киназы. Это заставляет предполагать, что фосфорилирование S-каналов (или тесно связанных с ними белков) способно надолго задержать каналы в закрытом состоянии. Так как в норме именно ток калиевых ионов помогает восстановить потенциал покоя, блокада S-каналов продлевает потенциалы действия, приходящие в окончание аксона. Продленные потенциалы действия удерживают нотенциал-завиеимые кальциевые каналы в открытом состоянии более длительное время, вследствие чего приток ионов кальция возрастает, а это в свою очередь ведет к опорожнению большего числа синаптических пузырьков в результате в мотонейроне создается более значгггельный постсинаптический потенциал и происходит более энергичное втягивание жабры. [c.333]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология