Аналоги регуляция

Эти же авторы [9] показали, что оба типа регуляции можно представить на основе простой электрической аналогии. Регуляция по сродству соответствует цепи, в которой батарея питает мотор, соединенный последовательно с сопротивлением переменной величины, а регуляция по стехиометрии — цепи, в которой батарея питает ряд моторов, соединенных параллельно, причем все моторы работают на одну и ту же механическую нагрузку. Каждый из моторов может быть включен в цепь или выключен произвольно, и контроль состоит в отключении н включении различного числа двигателей. Подключение двигателей, которое эквивалентно активации поперечных мостиков, на первый взгляд кажется недиссипативным процессом, однако это не более чем иллюзия, поскольку никакой реальный процесс не может идти без соответствующей диссипации. Конечно, вполне возможно, что диссипация, сопряженная с регуляцией по стехиометрии, окажется меньше, чем при регуляции по сродству. [c.287]

Экспериментальные данные о влиянии фосфорсодержащих комплексов на механизмы регуляции обменных процессов позволяют рассматривать комплексоны в качестве отдаленных аналогов естественных комплексообразователей. Эта аналогия, по-видимому, и является предпосылкой перспективности дальнейших исследований обменных процессов с помощью комплексонов. [c.499]

ВИЯ. Возможна также взаимосвязь с работой автономных нервных систем (например, кровообращение, терморегуляция, сон, аппетит). В качестве практических аспектов выделяются снижение отдельными аналогами артериального давления и регуляция выделения пролактина. [c.295]

По-видимому, большое значение в процессах регуляции клеточного деления имеет группа белков, программируемых так называемыми онкогенами. Измененные (мутантные) формы этих генов обнаруживаются в опухолевых клетках и входят в ряде случаев в виде соответствующих РНК-копий в состав онкогенных (т.е. вызывающих опухоли) ретровирусов. Первым открытым онкогеном был ген sr , входящий в состав вируса саркомы Рауса. Программируемый им белок, продукт гена sr , оказался протеинкиназой, которая в отличие от протеинкиназ класса А и протеинкиназы С катализировала фосфорилирование определенного спектра клеточных белков по остаткам тирозина, а не по остаткам серина и треонина, Дальнейшие исследования показали, что такая активность присуща некоторым рецепторам факторов роста, в частности рецептору эпидермального фактора роста. Ген erd, программирующий аналог этого рецептора, был обнаружен в составе онкогенного вируса птичьего миелобластоза, В настоящее время открыто несколько десятков онкогенов. В большинстве изученных случаев продукты этих онкогенов в здоровых клетках являются участниками передачи митогенных (т. е. управляющих, митозами) сигналов. В ряде опухолей, в том числе человеческих, найдены онкогены, программирующие аналоги белка G,воспринимающего сигна-, лы от комплексов эффектор - рецептор (в частности, онкогены Н—ras и К—ras) онкогены, программирующие синтез аналогов самих факторов роста, например онкоген sis, входящий в состав вируса саркомы обезьян, продукт которого является аналогом фактора роста, выделяемого тромбоцитами (клетками крови, участвующими в процессе свертывания) онкогены, продуктами которых являются аналоги ядерных белков, по-видимому, участвующих на заключительных этапах каскада превращений, возникающего в ответ на митогенный сигнал (онкогены туе, fos и др.). [c.428]

Биологическое действие опиоидных пептидов связано с регуляцией болевых ощущений (анальгезия), эмоционального поведения, памяти, обучаемости. Подобно своим растительным аналогам. [c.262]

Влияние на уровне генного аппарата регуляция кумарином и его аналогами процессов митоза и синтеза ферментов, регуляция активности функционирующих ферментов. [c.116]

Мутанты, конститутивно образующие анаболические ферменты. Эти мутанты, а также мутанты с нарушениями тонкой регуляции процессов биосинтеза могут быть выделены с помощью антиметаболитов. Многие антиметаболиты (разд. 6.6), будучи структурными аналогами нормальных конечных продуктов биосинтеза (аминокислот, пиримидинов и т.п.), оказывают бактериостатическое действие. Имитируя конечный продукт, они, с одной стороны, нарушают синтез нормальных метаболитов, а с другой-включаются в белки или нуклеиновые кислоты, в результате чего образуются макромолекулы, неспособные выполнять нормальные функции. Ингибирование таким ложным конечным продуктом приводит к остановке роста. Если на агаризованную среду с антиметаболитом высеять популяцию дикого типа (10 -10 клеток), то способность к росту и образованию колоний проявят только отдельные устойчивые мутанты. [c.498]

Современная теория этого типа регуляции биологической активности вытекает из представления о гибкости белковых молекул и их способности изменять свои размеры и форму за счет изменения взаимодействия между субъединицами. Предыдущая теория ферментативного катализа была основана на диаметрально противоположной точке зрения. Эта концепция, казавшаяся весьма плодотворной в течение шестидесяти лет, рассматривала активный центр ферментов как определенным образом сконструированный участок, где мог расположиться только субстрат или какие-нибудь другие молекулы, имеющие соответствующие размеры и форму. Эти молекулы, которые могут занимать активный центр ферментов, но не вступают в реакцию, называли конкурентными ингибиторами. При описании этого явления часто пользовались аналогией ключ — замок , но, может быть, основная идея о наличии жесткого контура белковой структуры, не допускающего в активный центр молекулы, отличающиеся от субстрата по размерам или форме, лучше иллюстрируется сравнением с головоломкой, в которой картинка получается в результате складывания отдельных точно пригнанных кусочков. [c.57]

Как же в клетке регулируется активность ферментов Мы уже видели, как избыток продукта реакции (L-изолейцина) подавляет активность фермента, катализирующего первую реакцию в цепи биосинтеза этого вполне достаточно для полной остановки всего процесса. Такая система регуляции в высшей степени экономична и эффективна, она не требует практически никакой затраты энергии ибо, коль скоро первый фермент уже имеется (синтезирован), то подавление его действия аминокислотой не требует усилий, оно и вне клетки протекает легко, без подвода энергии. Если провести аналогию с техникой, то ясно, что, например, завод, в котором процессы управления осуществлялись бы при помощи реле, не требующих для своего действия затраты энергии, превосходил бы по эффективности любое из известных промышленных предприятий. Схема регуляции биосинтеза L-изо-лейцина — это лишь один из примеров подобного рода аналогичные системы обратной связи направляют в клетке образование и других аминокислот, витаминов и иных важных соединений, в том числе пуриновых и пиримидиновых оснований. [c.90]

Совокупность экспериментальных данных, теоретический анализ, аналогии с гемоглобином привели к построению модели, объясняющей механизм регуляции активности ферментов следующим образом. Молекула фермента состоит из нескольких одинаковых субъединиц, в каждой содержится один специфический центр для связывания различных типов молекул (частиц субстрата или химических регуляторов). Молекула белка, состоящая из определенного ограниченного числа единиц, всегда имеет ось симметрии. Полагают, что молекула фермента может быть в двух состояниях, сохраняя при каждом из них свою симметрию. Эти два состояния различаются по энергии связей между субъединицами в менее напряженном состоянии молекула фермента избирательно присоединяет активатор и субстрат, в более напряженном — ингибитор. Соединяясь с ферментом, данная разновидность молекул — субстрат, активатор или ингибитор — будет усиливать дальнейшее связывание молекул своей категории. При изменении относительных концентраций молекул субстрата или регуляторов равновесие может сдвигаться в ту или другую сторону. Так осуществляется взаимодействие (противоположно направленное или кооперативное) центров связывания в ферментной частице фермент реализует действие различных сигналов, переходя в одно из двух возможных равновесных состояний. [c.92]

Одним из самых важных факторов, участвующих в тонкой регуляции функции гемоглобина, является внутриклеточная концентрация водородных ионов (pH). С уменьшением pH сродство к кислороду у больщинства гемоглобинов снижается (т, е, величина Р50 возрастает). Поэтому в интенсивно дышащих тканях, где лактат, СО2 и другие кислые или потенциально кислые конечные продукты метаболизма понижают pH крови, гемоглобин освобождает значительную часть связанного им кислорода (рис. 115, А). Это обратное соотношение между pH и Pso называют эффектом Бора. По аналогии с ингибиторами регуляторных ферментов мы можем назвать ион водорода отрицательным модулятором функции гемоглобина . [c.364]

Биосинтез белка — процесс, который поддается регулированию. Принципы такой регуляции впервые были сформулированы в работах Жакоба и Моно Рассматривая хорошо изученные явления репрессии и индукции синтеза ферментов, они пришли к выводу, что эффект индукции, т. е. ускорение синтеза, вызывается специфическим химическим соединением, чаще всего субстратом или аналогом субстрата, а эффект репрессии, т. е. подавление синтеза фермента, — продуктом реакции, катализируемой этим ферментом или аналогом этого продукта. Один и тот же метаболит или субстрат могут вызвать или затормозить синтез сразу нескольких белков. В таком случае всегда оказывается, что белки-фермеиты действуют в метаболической цепи последовательно. Отмечено, что действие подобных факторов не зависит от структуры синтезируемых белков. Зато некоторые мутации, затрагивающие одиночный нуклеотид ДНК, полностью выключают способность клетки к репрессии синтеза определенных ферментов. С учетом этих данных Жакоб и Моно предложили схему регуляции биосинтеза белка (рис. 68). Согласно этой схеме, субстрат и продукт реакции, накапливаясь в клетке, действуют на особое вещество — репрессор в двух противоположных направлениях субстрат, соединяясь [c.490]

Если один и тот же ген экспрессируется при различных обстоятельствах в комбинации с различными другими генами, в его регуляции, по-видимому, участвуют разные элементы. Такую ситуацию обычно рассматривают по аналогии с моделью оперона. Довольно [c.339]

ТИРОЛИБЕРИН (тиреотропин-рилизинг-фактор, ТРФ), пептидный гормон гипоталамуса. Молекула Т. состоит ю остатков пироглутаминовой к-ты, гистидина и пролина, связанных между собой пептидными связями. Выделен и ) гипоталамуса свиней и овец. Осуществлен хим. синтез Т, и его многочисл. аналогов. Т. участвует в регуляции ф-ции щитовидной железы, стимулируя освобождение гипофизом в кровь тиреотропного гормона. Способен также стимулировать секрецию гипофизом пролактина. Синт. препараты Т. примен. в медицине. [c.580]

В системе регуляции активности генов у эукариот имеется дополнит, уровень, отсутствующий у бактерий, а именно-перевод всех нуклеосом (повторяющихся субъединиц хроматина), входящих в состав транскрипционной единицы, в активную (деконденсированную) форму в тех клетках, где данный ген должен быть функционально активен. Предполагается, что здесь задействован набор специфических Р. б., не имеющих аналогов у прокариот. Эти белки не только узнают специфич. участки хроматина (или,ДНК), но и вызы-427 [c.218]

Регуляция Р. осуществляется по аллостерич. механизму. Нуклеозидтрифосфаты и дезоксилуклеозидтрифосфаты мр-гут, в зависимости от условий, служить как активаторами, так и ингибиторами ферментов из E. oli и клеток животных. Известен также ряд специфич. ингибиторов ферментов (в т. ч. необратимого действия), гл. обр. производных гидрок-симочевины и нек-рых аналогов нуклеотидов. [c.264]

Для отбора объектов продуценты выращивают на селективной среде, содержащей подходящий аналог или антиметаболит, которые не включаются в обмен веществ (в частности, аналоги аминокислот не включаются в состав белков), что ведет к подавлению роста организма. Выжившие мутанты обладают дефектами в механизме регуляции актргености фермента по принципу обратной связи и поэтому служат важными объектами в обеспечении сверхсинтеза целевого продукта. [c.35]

Среди тысяч энзимов, присущих микроорганизмам, одни, например ферменты гликолиза, синтезируются постоянно и их образование не зависит от состава питательной среды. Такие ферменты называют конститутивными. Другие энзимы, адаптивные или инду-цибельные, возникают только в ответ на появление в питательной среде индукторов — субстратов или их структурных аналогов. Так, добавление -галакгозида — лактозы к питательной среде, на которой культивируются клетки кишечной палочки Е. соН, вызывает мгновенное появление -галактозидазы в них, биосинтез которой в последующий период времени возрастает в 10 ООО раз. Установлено, что регуляция объема биосинтеза ферментов осуществляет- [c.35]

Для отбора мутантов с дефектами экспрессии генов и регуляции обмена веществ используют эффективные кетоды селекции. Один из них состоит в получении мутантов, устойчивых к структурным аналогам целевого продукта (см. с. 35). В основе другого метода лежит выделение ревертантов из ауксотрофных мутантов. У таких мутантов восстановлена способность к синтезу конечного продукта, однако механизм ретроингибирования у них не функционирует вследствие изменения пространственной структуры ключевого фермента. [c.39]

Горизонты энзимологии. В литературе появляются работы, в которых делаются попытки прогнозирования дальнейшего развития энзимологии на ближайшее десятилетие. Перечислим основные направления исследований энзимологии будущего. Во-первых, это исследования более тонких деталей молекулярного механизма и принципов действия ферментов в соответствии с законами югассической органической химии и квантовой механики, а также разработка на этой основе теории ферментативного катализа. Во-вторых, это изучение ферментов на более высоких уровнях (надмолекулярном и клеточном) структурной организации живых систем, причем не столько отдельных ферментов, сколько ферментных комплексов в сложных системах. В-третьих, исследование механизмов регуляции активности и синтеза ферментов и вклада химической модификации в действие ферментов. В-четвертых, будут развиваться исследования в области создания искусственных низкомолекулярных ферментов —синзимов (синтетические аналоги ферментов), наделенных аналогично нативным ферментам высокой специфичностью действия и каталитической активностью, но лишенных побочных антигенных свойств. В-пятых, исследования в области инженерной энзимологии (белковая инженерия), создание гибридных катализаторов, сочетающих свойства ферментов, антител и рецепторов, а также создание биотехнологических реакторов с участием индивидуальных ферментов или полиферментных комплексов, обеспечивающих получение и производство наиболее ценных материалов и средств для народного хозяйства и медицины. Наконец, исследования в области медицинской энзимологии, основной целью которых является выяснение молекулярных основ наследственных и соматических болезней человека, в основе развития которых лежат дефекты синтеза ферментов или нарушения регуляции активности ферментов. [c.117]

Механизмы, лежащие в основе этой регуляции, пока неизвестны. Для их объяснения существует ряд гипотез. Предполагают, что контроль осуществляется на уровне транскрипции по аналогии с индукцией ферментов у бактерий и что в этом случае в клетках животных должны функционировать аналогичные репрессоры. С молекулой ДНК у эукариот связаны гистоны, поэтому считается, что именно эти белки выполняют роль репрессоров. Прямых доказательств их роли в качестве репрессоров не получено, хотя, как было показано, в клетках эукариот открыт класс регуляторных белков процесса транскрипции. Высказано предположение, что в ядре синтезируется высокомолекулярная молекула мРНК, содержащая информацию для синтеза широкого разнообразия белков, но в цитоплазму попадает только небольшая часть зрелой мРНК, а основная часть ее распадается. Неясны, однако, биологический смысл и назначение этого механизма избирательного распада и соответственно траты огромной массы молекулы мРНК. [c.540]

Не Менее интересна и история развития синтетических исследований в области простагландинов. Уникальность биологических фушощй этого класса соединений и крайняя ограниченность природных источников их вьщеления с необходимостью требовали осуществления полного синтеза этих соединений [например, ПГЕ1 (5, схема 1.2)]. По сути дела успехи медико-биологических исследований, направленных на выяснение функций этих регуляторов, были в первую очередь обусловлены успешным решением задачи их синтеза. Не менее актуальной бьша задача синтеза разнообразных аналогов этих соединений, что было обусловлено не только крайне низкой стабильностью природных проста-ноидов, но также тем, что последние вьшолняют множество самых различных функций в регуляции жизнедеятельности организма. За короткий срок удалось синтезировать несколько сотен стабильных аналогов простагландинов, среди которых и бьши найдены вещества узко направленного спектра действия, удов-летворяюище требованиям их практического использования [5]. [c.37]

Оба типа -рецепторов стимулируют аденилатциклазу. Они отличаются участками распознавания лиганда R. С совершенно иной ситуацией мы встречаемся в случае сс-адренэргических рецепторов. Здесь, напротив, ai регулирует в основном внутриклеточный уровень другого вторичного мессенджера — Са-+, тогда как 2 не только не активирует аденилат-циклазу, но, по-видимому, и ингибирует ее. В настоящее время считается, что сс2-рецепторы взаимодействуют с аденилатциклазой (С) через ингибиторный регуляторный белок (N, G). Имеются два различных типа таких регуляторных белков стимулирующие (Ns) и ингибирующие (Л /). Белки обоих типов были выделены и очищены (из печени, мозга и эритроцитов), была определена и их четвертичная структура. Они состоят из трех различных полипептидов, два из которых ( , "f) идентичны для обоих белков. N-Белки являются также центрами действия экзогенных факторов, таких, например, как F или бактериальные токсины холеры и коклюша (о структуре и функции токсина холеры см. гл. 2). Краткий обзор современных знаний о структуре и регуляции передачи сигнала через адреноцепторы представлен на рис. 9.14, а и б. Рис. 9.14,6 описывает также некоторые детали механизма последовательного взаимодействия R, N и С видно, что медиатор или гормон вначале активирует N путем взаимодействия с рецептором. Активация N основана на замене GDP на GTP. Активированный N взаимодействует затем с С. Такое взаимодействие носит временный характер, поскольку N инактивирует сам себя путем расщепления связанного GTP под действием присущей ему ОТРазной активности. Еще раз интересно отметить сходство этого процесса с взаимодействием родопсина, трансдуцина и фосфодиэстеразы, обнаруженным в зрительном процессе (гл. 1). Такое сходство — это нечто большее, чем просто аналогия. [c.277]

СО СВОИМ химическим аналогом кортизоном 2.1000 он участвует в регуляции углеводного обмена. В соответствии с этим оба вещества называют еще глю-кокортикоидами. Углеводы пищи усваиваются клетками в виде глюкозы, которая из пищеварительного тракта сначала попадает в кровь. Для того, чтобы клетки ее поглотили, необходимо присутствие белкового гормона поджелудочной железы инсулина. Если же в какой-то момент количество глюкозы превысит текущие потребности организма, она должна отложиться про запас в печени и мышцах в виде полимера гликогена. Именно глюкокортикоиды способствуют гликогенообразованию. [c.277]

Мутации, вызываемые путем сайт-специфичного воздействия,, используют сегодня для проверки адекватности результатов. структурных исследований. В некоторых случаях с их помош,ыа-удалось пдеазать, что структурная стабильность белка и era-каталитическая активность могут быть разобщены. Накопив достаточное количество информации о взаимосвязи между стабильностью структуры белка и его функцией, мы, возможно,, сумеем осуществлять тонкую регуляцию активности биологических катализаторов и создавать полностью синтетические их аналоги. Недавно появилась работа, в которой сообщалось о клонировании первого синтетического гена фермента, кодирующего активный фрагмент молекулы рибонуклеазы. [c.184]

Для того чтобы два тесно сопряженных между собой процесса—перенос электронов и гликолиз, каждый из которых нуждается в АДФ,— могли функционировать непрерывно, количество АДФ в системе должно быть достаточно большим. Если отношение АДФ/АТФ в клетке понизится, то замедление реакции должно, по-видимому, начаться сначала в той системе, которая обладает меньшим сродством к АДФ. Поскольку ферменты системы гликолиза имеют более высокую константу Михаэлиса для АДФ, чем ферменты дыхательной цепи, то можно предсказать, что в аэробных условиях, когда АДФ легко превращается в АТФ в ходе реакции окислительного фосфорилирования, процесс гликолиза начнет замедляться и затем совсем прекратится. Подавление брожения воздухом фактически впервые обнаружил Пастер. Однако высказывались и другие предположения относительно механизма этого явления, получившего название эффекта Пастера. Так, например, ортофосфат требуется для окислительного фосфорилирования и в то же время служит субстратом для гликолити чес кого фермента глицеральдегид-З-фосфатдегидрогена-зы. Следовательно, убыль фосфата в результате окислительного фосфорилирования может привести к торможению гликолиза. Другая интерпретация эффекта Пастера вытекает из попытки ответить на вопрос почем,у злокачественные ткани образуют в аэробных условиях в значительных количествах лактат, в то время как нормальные ткани этим свойством не обладают В этом случае происходит нарушение того механизма регуляции, с которым мы уже познакомились. Этот эффект можно объяснить по аналогии [c.55]

Типы регуляции репрессия и индукция. Репрессия означает подавление, а индукция, напротив, усиление синтеза одного или нескольких специфи-ческнх белков в результате действия на клетку какого-либо вещества, играющего регуляторную роль. Такие вещества — это низкомолекулярные соединения, часто являющиеся структурными аналогами либо конечного продукта (репрессия), либо субстрата (индукция) данного метаболического пути. Репрессибельность и индуцибельность также контролируются на генетическом уровне. Соответствующие гены гены-регуляторы) не обязательно располагаются рядом с теми оперонами, которые они контролируют. Ген-регу-лятор контролирует синтез особого продукта — апо)репрессора, взаимодействующего с оператором либо позитивно, либо негативно (фиг. 170). В пер- [c.535]

В мужских половых железах синтезируются стероидные гормоны — андрогены, основным представителем которых является тестостерон. Он начинает вырабатываться в клетках Лейдинга в период полового созревания (в 12—14 лет) под действием лютеинизирующего гормона гипофиза. Тестостерон проявляет андрогенное и анаболическое действие. Андрогенное действие тестостерона связано с формированием вторичных половых признаков (тембр голоса, мужская конституция тела и т. п.) и регуляцией репродуктивной функции. Андрогены также ускоряют закрытие зон роста костей. Анаболическое действие тестостерона связано с влиянием его на обмен белка. Этот гормон и другие андрогены усиливают синтез белка в печени, почках и, особенно, в скелетных мышцах. Поэтому андрогены и их синтетические аналоги используются в клинике и спорте для ускорения восстановления организма после болезни или напряженной мышечной деятельности, а также для наращивания мышечной массы. Индукция синтеза белка, в том числе ферментов, приводит к усилению процессов энергообразования. Тем не менее применение гормональных анаболиков в практике спорта для повышения физических возможностей спортсмена запрещено Международным олимпийским комитетом. Стероидные анаболики отнесены к группе допинговых средств, поскольку отрицательно влияют на здоровье спортсменов. [c.147]

Андрогены проявляют высокую активность по отношению к различным тканям организма. Они действуют на хроматин ядра клеток-мишеней и увеличивают скорость синтеза белков, нуклеиновых кислот, структурных липидов и полисахаридов, вызывая анаболический эффект (возникновение положительного азотистого баланса в организме). Причем анаболический эффект у андрогенов выражен заметно сильнее, чем у эстрогенов. Вследствие анаболического эффекта усиливаются процессы наращивания мышечной массы и минерализации костной ткани (на фоне инициируемого андрогенами развития вторичных половых признаков по мужскому типу). Анаболический эффект андрогенов используется для создания и применения синтетических аналогов андрогенов — анаболических стероидов. Наиболее интересными из них являются соединения, обладающие значительным анаболическим действием на фоне ослабленного эндогенного эффекта. В настоящее время вьыснено, что в химическом плане такие вещества являются норстероидами, у которых отсутствует метильная группа при 19-м атоме углерода стеранового кольца. Соотношение анаболической и андрогенной активности у них в 5 —12 раз выше, чем у тестостерона. Однако нельзя забывать, что применение анаболических стероидов может быть опасным для здоровья, так как способно вызвать стойкие продолжительные нарушения в тонком механизме гормональной регуляции. [c.305]

Если оплодотворение произошло, то желтое тело сохраняется и продолжает синтезировать прогестерон. Плацента также производит лутеинизирующий гормон — хорионический гонадотропин,, контролирующий синтез прогестерона на ранних сроках беременности. Уровень прогестерона в крови продолжает возрастать, достигая примерно 30 мкг на 100 мл содержание прогестерона и эстрогенов служит сигналом обратной связи в систгме регуляции секреции ЛГ и ФСГ. Подавление производства ЛГ и ФСГ предотвращает овуляцию во время беременности, и, вероятно, именно этот механизм лежит в основе противозачаточного действия аналогов прогестерона и эстрогенов. После первой трети беременности большая часть прогестерона вырабатывается плацентой. [c.69]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология