Аллостерическое торможение

Аллостерические механизмы регуляции аэробного и анаэробного путей распада глюкозы и глюконеогенеза. Примером взаимного контроля аэробного и анаэробного путей распада глюкозы является эффект Пастера — торможение гликолиза (накопление лактата) дыханием. Механизмы эффекта Пастера следующие [c.165]

За реакцию Пастера ответствен еще один регуляторный механизм, а именно аллостерический эффект торможения фермента фосфофруктокиназы аденозинтрифосфатом. Это торможение будет рассмотрено в разделе 16.2.2. [c.270]

Тем не менее исследование явлений аллостерического торможения показало, что белковая молекула фермента, по-видимому, имеет особые участки, предназначенные для воздействия, позволяющие регулировать выход продуктов в системе из нескольких ферментов. Если данный продукт получается в результате деятельности ферментов Ф], Фг, которые функционируют в строгой последовательности [c.187]

Другой механизм, значительно быстрее срабатывающий и тонко сбалансированный, заключается в воздействии на скорость и интенсивность одной или нескольких чувствительных ферментативных реакций. Иными словами, это механизм, действующий на уровне обмена веществ в собственном смысле слова. Обычно особенно чувствительны к этому общему регуляторному механизму начальные и завершающие реакции специфических метаболических цепей, т. е. те задающие скорость ферменты, о которых мы говорили выше. Часто бывает также, что эта регуляция, которая может быть как положительной активация), так и отрицательной ингибирование), осуществляется одним из конечных продуктов данной цепи реакций. По этой причине ингибиторный тип регуляции, который был открыт первым — при изучении торможения одного из начальных этапов биосинтетической цепи реакций конечным продуктом этой цепи,— был назван ингибированием по типу обратной связи, или ретроингибированием. Поскольку такое ингибирование первых этапов катаболизма (или противоположный процесс — активация) вызывается веществами, весьма далекими как в метаболическом, так и в структурном отношении от субстратов ингибируемых реакций, то можно предположить, что здесь имеют место аллостерические эффекты, т. е. конформационные изменения соответствующих ферментных белков, обусловленные наличием второго контактного участка, независимого от активного центра фермента. [c.277]

По Моно и Жакобу, репрессор — аллостерический белок. Его молекула имеет два специфических участка один из них соединяется с метаболитом и находится с ним в типично кодовых отношениях, а другой настроен на оператор, причем связывание того или иного метаболита может усилить или ослабить взаимодействие с оператором, вызывая эффекты репрессии или, наоборот, индукции. Таким путем разнообразные кодовые воздействия метаболита на репрессор выражаются включением или торможением сложной биохимической машины. Индукторы чаще включают катаболические (т. е. разлагающие) системы, а репрессоры регулируют анаболические (т. е. синтезирующие) механизмы. [c.190]

Если аллостерическое присоединение ингибитора понижает активность фермента, но не изменяет его сродство к субстрату, т. е. если образуется малоактивный комплекс EIS, то такое торможение ферментативной реакции называется неконкурентным ингибированием. Такой термин возник потому, что образование комплекса EIS обусловлено присоединением ингибитора и субстрата к разным частям молекулы белка. При этом отсутствует конкуренция за обладание активными центрами фермента, а каталитическая активность фермента из-за малой активности комплекса EIS понижается. [c.518]

В 1953 году Новик и Сцилард в своих опытах с одним из таких мутантов, выделявшим в среду промежуточный продукт биосинтеза триптофана — шикимовую кислоту,— показали, что добавление к среде триптофана в значительном количестве вызывало торможение выделения шикимовой кислоты. Полученные данные указывали на то, что триптофан способен угнетать непосредственно первые этапы своего биосинтеза. Ряд других исследований показал, что конечный продукт ферментной системы может угнетать действие ее первого фермента. Это явление было обозначено как аллостерическое угнетение, обратное угнетение, угнетение посредством обратной связи, ретроингибирование. Поскольку мы применяли уже термин угнетение синтеза фермента, то по аналогии можно воспользоваться термином угнетение активности (фермента) конечным продуктом. Конечный продукт обычно не влияет на активность промежуточных ферментов системы, а действует исключительно и непосредственно на ее первый фермент. Таким образом, первый фермент проявляет специфичность не только по отношению к субстрату и коферменту, но и к регулирующему метаболиту. [c.241]

Для выяснения природы этих явлений на молекулярном уровне многое может дать изучение изменений биохимических процессов, происходящих при замене изотопного состава воды. Большой интерес представляют работы, в которых под действием D2O установлено подавление синтеза ДНК [183] и торможение синтеза рибосомных РНК [184], работы по исследованию каталитических свойств дейтерированных ферментов [185], по исследованию изменений конфигурации аллостерических ферментов под действием D2O [186]. В анализе влияния D2O на биологические процессы, проведенном в данных работах, наиболее существенно положение о вероятной обусловленности этих эффектов изменениями свойств молекул воды и определение периода адаптации как времени, необходимого для уравнивания изотопного состава воды внешней среды и воды организма. [c.83]

Рассматривая подавление активности фермента продуктом реакции и общий случай аллостерического торможения, мы описывали способы, которым некоторое вещество, в частности продукт реакции, может понижать активность фермента. Имеется, однако, еще и один способ очень резкого изменения активности, и прнтом в сторону ее увеличения. Ряд веществ, способных проявлять каталитическую активность и функционировать как фер- [c.146]

Регулирование сложной цепи химических реакций, называемой клеточным метаболизмом, несомненно, является жизненно важным. В настоящее время известно, что для биосинтеза пуринов существует ряд возможных контрольных механизмов, которые включают подавление синтеза метаболитов самими же метаболитами, родственными с ними веществами или конечными продуктами. Так называемое ингибирование по принципу обратной связи может влиять либо на активность, либо на синтез фермента, ответственного за образование метаболита. Так, активность фосфорибозилпирофосфатами-дотрансферазы (которая катализирует синтез рибозиламин-5-фосфата из глутамина и рибозо-1-пирофосфат-5-фосфата) заметно подавляется АМФ, АДФ, АТФ, ГМФ, ГДФ и ИМФ, но не ингибируется большим числом других пуриновых или пиримидиновых производных, в случае некоторых мутантных штаммов бактерий с генетическим блоком, ведущим к накоплению предшественников аминоимида-зола, некоторые пурины могут вызывать аллостерическое торможение, если только генетический блок не препятствует взаимопревращению пуринов. Однако, когда это взаимопревращение затруднено, аденин становится специфическим ингибитором (препятствует накапливанию предшественников имидазола) и контроль по принципу обратной связи осуществляется на уровне аденина (или аденозина, или АМФ), а не с помощью других пуринов. Превращение гуанозин-5 -фосфата в производные аденина (через восстановительное дезаминирование ГМФ до инозин-5 -фосфата) заметно ингибируется АТФ, что свидетельствует о возможности контроля производными гуанина за синтезом адениновых нуклеотидов. Взаимоотношения между этими отрицательными типами контроля за скоростью синтеза и концентрацией нуклеотидов в клетке и положительными моментами взаимосвязи биосинтетических реакций, как, например, потребность АТФ для синтеза ГМФ и ГТФ для синтеза АМФ, представляются исключительно сложными. Как уже упоминалось выше, контроль за синтезом фермента также может быть установлен по принципу обратной связи примером может служить влияние гуанина на образование ИМФ-дегидрогеназы в мутантных штаммах бактерий с подавленным синтезом ксантозин-5 -фос-фатаминазы. [c.310]

Среди ферментов, участвующих в регуляции метаболизма, не последнюю роль играет пероксидаза. Этот фермент можно определить как антителоподобный белок, реагирующий на любое изменение окружающей среды и на любые стрессовые ситуации. А само присутствие в клетках фермента с щироким спектром действия только подчеркивает важность его каталитической функции для метаболизма растительных тканей. Как показано выще, увеличение активности пероксидазы может происходить при активировании одного или нескольких изоэнзимов. Следовательно, если изоэнзим активируется, то он должен при этом проявлять повыщенное сродство к определенному субстрату, а субстрат соответственно должен присутствовать и по типу обратной связи индуцировать или ингибировать (аллостерическое торможение) деятельность изоэнзима, который присутствует в данный момент в активно функционирующей системе организма. Чтобы система функционировала, должен быть пусковой механизм, определяющий, какой изоэнзим необходим в данный момент в активной форме. [c.94]

А. Как видно из графика, АТФ может служить и субстратом, и ингибитором реакции. АТФ присоединяется к двум участкам — каталитическому и аллостерическому. Фруктозо-6-фосфат противодействует связыванию АТФ аллостерическим участком и таким образом снимает торможение, но не влияет на связывание ЛТФ каталитическим участком. —повышающееся содержание фруктозо-6-фосфата. Б. Нз графика можно пидеть, что АТФ сильно уменьшает сродство фермента к фруктозо-Ь-фосфату. Иаппотив, положительные модуляторы (АМФ, АДФ, фруктозофосфат и Ф ) снимают этот эффект АТ4 и повышают сродство фермента к фруктозо-6-фосфату. I — АМФ, АДФ, фруктозодифосфат и Ф // — АТФ /У/— контроль. В. На графике показана активация фосфофруктокиназы (У) продуктом реакции. пр1 водящая к экспоненциальному увеличению актлвностн во времени на большинство других ферментов (//) продукты реакции действуют как ингибиторы. [c.50]

Возможно, АМР выполняет еще одну функцию, поскольку in vivo он тормозит превращение фосфорилазы а в фосфорилазу Ь (/ i O.Ol мМ) торможение обусловлено связыванием АМР не с протеинфосфата-зой-1, а с самой фосфорилазой а [28]. Это новая, ранее не рассматривавшаяся в данной книге форма регуляции, при которой аллостерический эффектор ингибирует действие фермента, изменяя конформацию его субстрата. АМР, следовательно, не только непосредственно активирует фосфорилазу, но и способствует поддержанию более высокого стационарного уровня фосфорилазы а. Такой тип регуляции наблюдается у ряда ферментов, подвергающихся фосфорилирова-нию — дефосфорилированию он является весьма важным, поскольку обеспечивает действие аллостерического эффектора на двух уровнях. [c.75]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология