Антранилат-синтетаза

Это высокоспецифичное подавление активности фермента, расположенного на пути биосинтеза триптофана, обеспечивает строгую и очень гибкую регуляцию синтеза этой аминокислоты. Пока в быстро растущей клетке Е. соН триптофан непрерывно включается в полипептиды при синтезе новых белков, его внутриклеточная концентрация остается на относительно низком уровне. При этих условиях антранилат-синтетаза остается активной и обеспечивает постоянное образование нового триптофана. Но если рост клетки и, следовательно, биосинтез белков по каким-либо причинам замедляются или если клетка оказывается в присутствии избытка экзогенного триптофана, то концентрация триптофана внутри клетки поднимается до высокого уровня. Активность антранилат-синте- [c.108]

Процесс новообразования ароматических аминокислот идет через шикимовую и хоризмовую кислоты. Метаболическим предшественником триптофана служит антраниловая кислота, которая возникает из хоризмовой кислоты под действием антранилат-синтетазы. Триптофан оказывает ингибирующее действие на ант-ранилатсинтетазу, поэтому для обхода метаболического контроля синтез фермента индуцируют ступенчатым введением предшественника — антраниловой кислоты (0,1 —0,3 %) [c.48]

Фиг. 53. Влияние триптофана на каталитическую активность антранилат-синтетазы Е. oll.

По оси ординат отложен процент снижения начальной скорости синтеза антраннлата в растворе, содержащем 10— М глутамина и 10— М хоризмата, в присутствии тех концентраций триптофана, которые отложены по оси абсцисс. Если в реакционнук> смесь вместо триптофана добавить 2-10- М индола, серина, тирозина, фенилаланина или гистидина, то это не вызовет заметного подавления активности антранилат-синтетазы. [c.108]

Исследуя скорость синтеза ИГФ в культурах Е. o/i при различных условиях роста, Новик и Сцилард обнаружили, что добавление в питательную среду высоких концентраций триптофана приводит к немедленному прекращению синтеза ИГФ (и, следовательно, к прекращению синтеза триптофана). При добавлении же в среду низких концентраций триптофана происходил некоторый остаточный синтез ИГФ (и триптофана), но с пониженной скоростью. Новик и Сцилард объяснили этот факт тем, что триптофан, возможно, ингибирует каталитическую функцию какого-то фермента, катализирующего образование ИГФ или одного из его пред-щественников. Если быть более точным, то они предполагали, что скорость работы этого фермента обратно пропорциональна внутриклеточной концентрации триптофана, т. е. чем вьше концентрация триптофана в. клетке, тем ниже скорость синтеза ИГФ и, следовательно, ниже скорость образования триптофана. Позднее было показано, что этим чувствительным к триптофану ферментом является в действительности антранилат-синтетаза, катализирующая первую стадию заключительного этапа пути биосинтеза триптофана. В этих исследованиях проводили опыты с экстрактами из клеток . соИ, содержащими антранилат-синтетазу и ее субстраты — хоризмат и глутамин. Было обнаружено, что образование в экстракте антранилата, продукта этой реакции, прекращается, как только в реакционную смесь добавляют триптофан. Результат такого опыта показан на фиг. 53. Активность антранилат-синтетазы подавляется только триптофаном и не подавляется никаким другим строительным блоком клетки. [c.108]

ТОГО фермента, который этим ингибитором регулируется. Один из этих способов заключается в том, что ингибитор нарушает образование фермент-субстратного комплекса, т. е. понижает сродство активного центра фермента к его субстрату. Другой способ состоит в том, что ингибитор нарушает превращение связанного с ферментом субстрата в продукт, т. е. снижает число оборотов. Как бы то ни было, но в обоих случаях ингибитор образует комплекс с ферментом, связываясь со специфическим участком на его поверхности. Этот специ( )ический участок имеет высокое сродство к ингибитору и полностью отличен от активного центра. (Неиден-тичность активного центра и участка связывания ингибитора почти вытекает уже из того, что структура субстратов, к которым приспособлен активный центр антранилат-синтетазы, —хоризмовой кислоты и глутамина — совершенно не похожа на структуру ингибитора этого фермента — триптофана.) Соединение ингибитора с участком его связывания вызывает изменение третичной и(или) четвертичной структуры фермента. [c.110]

В отсутствие каталитически активного В-белка индол не превращается в триптофан, а накапливается в клетке. У мутантов класса ТгрЕ , как уже говорилось, должна отсутствовать активная антранилат-синтетаза. Однако клетки этих мутантов не накапливают в заметных количествах какого-либо промежуточного продукта. Почему же у этих мутантов не обнаружено накопления хоризмовой кислоты —промежуточного продукта, предшествующего блокированной стадии реакции Объясняется это тем, что хоризмовая кислота играет роль предшественника не только в синтезе триптофана, но и в синтезе других строительных блоков клетки. Поэтому даже в отсутствие каталитически активной антранилат-синтетазы хоризмовая кислота не накапливается, а превращается в другие метаболические производные. Как можно видеть из табл. 5, ауксотрофы третьего класса, способные расти как на индоле, так и на триптофане, распадаются на три подкласса по характеру накапливающихся у них промежуточных продуктов. У мутантов класса ТгрА отсутствует, очевидно, каталитически активны А-белок триптофан-синтазы, и поэтому такие мутанты накапли- [c.126]

Следует отметить, что ауксотрофы Тгр накапливают заметные количества промежуточных продуктов, предшествующих блокированной стадии, только в том случае, если они голодают по триптофану. Как только мутанты получают экзогенный, уже готовый триптофан, необходимый для их роста, накопление промежуточных продуктов сразу прекращается. Объясняется это, по-видимому, тем, что триптофан ингибирует по типу обратной связи тот метаболический путь, который приводит к его образованию. Как уже говорилось в гл. IV, триптофан подавляет каталитическую активность антранилат-синтетазы — первого фермента заключительной, специфичной только для триптофана цепи реакций. Поэтому при росте клеток в присутствии триптофана выключается весь путь его биосинтеза и любая бактерия, даже прототроф Тгр+, ведет себя так, как если бы она относилась к ауксотрофам класса ТгрЕ , у которых отсутствует каталитически активная антранилат-синтетаза. [c.127]

Бактерии Е. oli дикого типа не могут расти на минимальной среде, содержащей 10 мкг/мл 5-метилтриптофана. Физиологическая причина токсического действия этого соединения заключается в том, что 5-метил-триптофан ингибирует по типу обратной связи антранилат-синтетазу, первый фермент заключительного этапа пути биосинтеза триптофана (фиг. 37). Как уже отмечалось в гл. IV, при увеличении внутриклеточной концентрации триптофана, конечного продукта пути, каталитическая активность антранилат-синтетазы падает. Это подавление активности фермента обусловлено соединением триптофана с аллостерическим цент- [c.153]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология