Метаболические регуляция

Читатели, желающие изучить эти вопросы более широко и с большей математической строгостью, должны обратиться к оригинальным работам [4—8]. Особого внимания заслуживают работы Б. Чанса и его сотрудников [9—11], которые провели фундаментальные исследования в области формального анализа механизмов сложной метаболической регуляции, используя моделирование на вычислительных машинах и изучая реальные биологические системы. [c.254]

ИЕРАРХИЯ МЕТАБОЛИЧЕСКОЙ РЕГУЛЯЦИИ [c.15]

Концепция метаболической регуляции посредством динамической сборки и разборки ферментных комплексов обсуждается также в работе Л. Оуа<11 (1988), [c.89]

Графики, построенные в координатах скорость дыхания срезов — напряжение кислорода, по смыслу аналогичны обычным кинетическим характеристикам ферментных систем. Так же как вид последних, они определяются каталитическими свойствами данного фермента. Вид кривых зависимости д/рОг тканевых препаратов может быть связан с изменениями метаболической регуляции тканевого дыхания, происходящими по мере убывания кислорода. Тем не менее при анализе получаемых зависимостей д/рОг для срезов мы исходили из возможности влияния на их вид диффузионных ограничений. При этом снятие диффузионных ограничений различными приемами должно было бы привести к усилению дыхания, и наоборот. Проверка этого положения показала невозможность объяснить полученные результаты с помощью такого подхода [c.35]

Метаболическая специализация органов. У высших эукариот регуляция более эффективна, поскольку на нее большое влияние оказывает наличие органов со специфической метаболической регуляцией. [c.284]

В 1956 Г. Амбарджер [63а] показал, что данный фермент ингибируется изолейцином, конечным продуктом на данном пути биосинтеза. Это открытие сыграло важную роль в формировании представлений об ингибировании по типу обратной связи (ретроингибирование) как о факторе метаболической регуляции (гл. 6, разд. Е,4), а также представлений об аллостерии. [c.114]

Было высказано предположение, что концентрация ионов Mg +, так же как и концентрация ионов Н+, остается в состоянии подвижного равновесия с сывороткой крови . Тем не менее, по-видимому, возможны ситуации, когда происходят по крайней мере временные изменения концентрации свободных ионов Mg + и свободных ионов Н+б. При быстром катаболизме углеводов гликолиз может привести к закислению мышечных клеток, причем значение pH может падать от 7,3 до 6,3. Падение pH вызывает значительное снижение степени связывания Mg + с такими молекулами, как АТР, и временное увеличение концентрации ионов Mg +. Подобным образом высвобождение дифосфоглицерата из комплекса с гемоглобином при оксигенацни приводит к снижению концентрации свободного Mg +, так как последний связывается с дифосфоглицератом . Эти изменения концентрации свободного Mg + могут иметь большое значение в метаболической регуляции . [c.130]

На приведенном рис. 27.1 отчетливо видна метаболическая специализация отдельных органов, которая определяется в первую очередь наличием в них специфической метаболической регуляции. Метаболизм в мозгу, мышцах, жировой ткани и печени сильно различается. Мышцы, например, использ тот в качестве источника энергии глюкозу, жирные кислоты, кетоновые тела и синтезируют гликоген в качестве энергетического резерва, в то время как мозговая ткань в качестве энергетического источника использует исключительно глюкозу. Специализация жировой ткани — синтез, запасание и мобилизация триацилглицеролов. Исключительно велика роль печени в обмене практически всех органов. Это мобилизация гликогена и глюконеогенез, которые обескровь [c.441]

Выше мы видели, что АТР и ADP являются модуляторами важных регуляторных ферментов, участвующих в гликолизе, цикле лимонной кислоты и окислительном фосфорилировании АТР действует как отрицательный модулятор, а ADP обычно стимулирует катаболизм углеводов. Вследствие этого любое изменение отношения действующих масс [ATP]/[ADP] [PJ, в норме весьма высокого, может соответствующим образом изменять также и активность некоторых регуляторных ферментов центральных катаболических путей. Имеются, однако, среди этих ферментов и такие, для которых положительным модулятором служит АМР. Чтобы оценить участие в метаболической регуляции наряду с АТР и ADP также и АМР, Даниэль Аткинсон ввел понятие энергетического заряда и использовал его в качестве одной из характеристик энергетического состояния клеток. Энергетический заряд есть мера заполнения всей аденинну-клеотидной системы (т.е. суммы АТР, ADP и АМР) высокоэнергетическими фосфатными группами [c.541]

Скорость образования некоторых структур высшего порядка, по-видимому, строго регулируется. В то время как вторичная структура определяется в основном, если не исключительно, последовательностью аминокислот в самой цепи, третичная и четвертичная структуры, по крайней мере отчасти, находятся под контролем других молекул. Например, агрегация субъединиц в активный голофермент (образование четвертичной струк-" туры) может зависеть от их фосфорилирования, катализируе-мого другим ферментом, а этот процесс может в свою очередь регулироваться гормонами. На равновесие между неактивными субъединицами и активным олигомером часто влияют субстраты и кофакторы данной реакции. Таким образом, эпигенетический, контроль ферментативных функций на уровне образования тре- х ичной и четвертичной структур может играть существенную роль в метаболической регуляции. [c.17]

МОДУЛЯЦИЯ АКТИВНОСТИ ШЕРМЕНТОВ-НАИБОЛЕЕ БЫСТРЫЙ И ТОНКИЙ МЕХАНИЗМ МЕТАБОЛИЧЕСКОЙ РЕГУЛЯЦИИ [c.18]

Из сложной иерарлпческой и )ироды регуляции обмена веществ вытекает ряд важных следствий, касающихся взаимодействий между различными факторами среды и биохимией организма. Во-первых, изменение во внешней среде. может влиять на одно или несколько событий в иерархии уровней метаболической регуляции. Таким образом, в метаболических механизмах клетки есть несколько уязвимых мест. [c.26]

В-третьих, взаимодействие между каким-либо фактором среды и метаболической активностью может быть очень резким или сравнительно медленным — в зависимости 01 того, на какой уровень иерархии метаболической регуляции поступает информация о данном факторе. Например, изменение на уровне транскрипции б дет оказывать более медле[1иое влияние па обмен веществ, чем прямое воздействие среды иа активность уже существующего регуля Т0ри010 ([ ермеита. [c.26]

МОЖНО будет сказать, что быстрота биохимической адаптации к какому-нибудь изменению среды будет зависеть от места осуществления этой адаптации в церархни механизмов метаболической регуляции. Моду ляция активности ферментов, уже функционирующих в клетке, иногда создает возможность почти мгновенной адаптации, В отличие от этого для активации и репрессии генов могут требоваться часы и даже дни. И наконец, крайний случай накопление в геноме новых последовательностей оснований ДНК, кодирующих адаптивные генные продукты, может потребовать многих поколений. Короче говоря, быстрота адаптации должна быть, по-видимому, тесно взаимосвязана с использованным стратегическим механизмом адаптации. [c.27]

Существенные отличия от обычного пути гликолиза состоят в следующем 1) здесь имеется фермент дифосфоглицератмутаза, катализирующий превращение ,3-дифосфоглицерата (1,3-ДФГ) в 2,3-ДФГ обратите внимание, что эта реакция ведет к уменьшению на 1 числа синтезирующих молекул АТФ, так как 1,3-ДФГ уже не поступает на этап фосфоглицераткиназы) 2) интенсивность гликолиза регулируется 2,3-дифосфоглице[1атом, который действует как ингибитор гексокиназы. Отметим кстати, что данное ингибирование было первым обнаруженным примером отрицательной обратной связи в метаболической регуляции. (В скобках указаны количества АТФ, АДФ и 2,3-ДФГ в мкмолях на 1 г НЬ.) [c.366]

Метаболическая активность. Проводятся исследования точности трансляции поли-У в бесклеточных бактериальных системах, а также изучение промежуточного метаболизма Е. oli. Исследования метаболической регуляции относятся к синтезу отдельных ферментов или регуляции ферментов в процессах биосинтеза ряда веществ. Особо заслул ивают внимания работы, касающиеся регуляции и контроля ферментных систем микроорганизмов, производящих антибиотики. [c.47]

ОТ температуры корня в момент поглощения. Корни растений, выращенных на субстратах с пониженной температурой, при низких температурах поглощали больше воды, чем корни растений, содержавшихся при нормальной температуре. Возможно, что при низких температурах снижение сопротивления движению воды было вызвано изменением структуры цитоплазматических мембран клеток эндодермы. Интересно, однако, что наклон кривых (т. е. значение или энергии активации) в обоих случаях одинаков. Это, по-видпмо-му, указывает на одинаковую степень метаболической регуляции процессов переноса (несмотря на различные условия произрастания). Тот факт, что критическая температура (т. е. точка, выше которой изменения в поступлении воды обусловливаются только изменениями ее вязкости ср. фиг. 47) для низкотемпературного варианта оказывается ниже, можно, очевидно, рассматривать как доказательство существования различий в структуре мембраны. Продолжительное воздействие недостатка воды, вероятно, также влияет на структуру. Вообще говоря, если рост корня существенно ограничивается по любой причине, одно лишь опробковение эпидермиса должно приводить [c.220]

В первых экспрессирующих плазмидах для запуска транскрипции использовали сильные метаболические irp- или /ас-промоторы (рис. 4.1), а рекомбинантный ген встраивали за участком промотор-оператор. Однако при использовании систем метаболической регуляции, контролирующих работу этих оперонов, было обнаружено, что экспрессия плазмидных генов была скорее конституитивной, чем контролируемой [6], и в результате при выращивании клеток плазмиды утрачивались. Экспрессия контролируется лучше при использовании плазмид с терморегулируемой системой транскрипции [4], содержащих такие промоторы, как Pr и Pl, полученные из фага Я. Контроль работы таких промоторов может осуществляться температурочувствительным продуктом гена Я-репрессора с /ssz, денатурирующим при температуре выше 37 °С. Плазмида, содержащая Рд-промотор фага Я, изображена на рис. 4.2. Другая особенность этого век- [c.96]

Известно, что фермент может выполнять метаболическую функцию после приобретения соответствующей структуры. Скорость образования структур высшего порядка также находится под контролем определенных молекул. Таким образом, контроль на уровне сборки функ-щионально активного фермента может играть существенную роль в метаболической регуляции. Наконец, скорость разрущения фермента [c.116]

В процессе функционирования цикл Кальвина подвергается строгой метаболической регуляции. Особенно тонко регулируется активность фосфорибулокиназы, в частности, чувствительной к энергетическому заряду клетки (активность фермента подавляется избытком АМР) и к степени восстановленности NAD (фермент активируется NADH). Цикл работает эффективно только в условиях нормального снабжения энергией и восстановителями. [c.62]

СТР — отрицательный эффектор АТСазы следовательно, когда накапливается много СТР, происходит торможение образования карбамоилфосфата. Напротив, если концентрация СТР мала, образование карбамоилфосфата может ускоряться, увеличивая синтез СТР. АТР является положительным эффектором АТСазы, увеличивая (при высоких концентрациях) каталитическую активность фермента. Действие СТР на АТСазу является одним из многих примеров регуляции, когда конечный продукт метаболического пути, включающего ряд последовательных ферментативных реакций, может временно снижать скорость своего собственного синтеза. На примере рассматриваемой системы видно также, как одно из соединений (в данном случае АТР), участвующее в ряде метаболических процессов вместе с СТР, может влиять на синтез последнего. Такой тип метаболической регуляции на уровне ферментов юбсуждается в гл. 11. [c.274]

Смена метаболической регуляции может наблюдаться и в более узких временных интервалах. Так, если частота, раздражения не превышает 1 Гц, мышца отвечает на него увеличением дыхания и медленными фазными переходами по Чансу (окисление—восстановление дыхательных переносчиков). Однако при увеличении частоты свыше 1,5 Гц появляется дополнительный быстрый сигнал (30 с) на включение раздражителя (торможение дыхания — восстановление НАД(Ф)Н) и на его выключение (усиление дыхания — окисление пиридиннуклеотидов). Величина эффекта растет с увеличением частоты раздражетия. В то [c.72]

Пара реакций, таких, как фосфорилирование фруктозо-6-фосфата во фруктозо-1,6-бисфосфат и обратный гидролиз последнего до фруктозо-6-фосфата, называется субстратным циклом. Как уже упоминалось, в большинстве клеток эти реакции никогда не осуществляются с максимально возможной скоростью одновременно в силу реципрокного аллостернческого контроля. Однако исследования с применением изотопной метки показали, что в ходе глюконеогенеза имеет место фосфорилирование фруктозо-6-фосфата во фруктозо-1,6-бис-фосфат. Ограниченное функционирование таких циклов обнаружено и в случае других пар противоположно направленных необратимых реакций. Наличие таких циклов объясняли несовершенством метаболической регуляции, и субстратные циклы называли иногда бесполезными, или хо-лостыми, циклами Однако в настоящее время представляется более вероятным, что субстратные циклы имеют определенное биологическое значение. Одна из возможностей состоит в том, что эти циклы амплифицируют биологические сигналы. Предположим, что скорость превращения А в В равняется 100, а В в А-90, так что начальный чистый выход реакции составляет 10. Примем, что аллостерический эффектор повышает скорость реакции А -> В на 20% (до 120) и реципрокно снижает скорость реакции В -> А на 20% (до 72). Новый чистый выход равен 48. Таким образом, изменение на 20% скоростей противоположно направленных реакций приводит к повышению чистого выхода [c.110]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология