Аллостерический центр

Помимо активного центра, в молекуле фермента может присутствовать также аллостерический центр (или центры) (от греч. alios—другой, иной и steros-пространственный, структурный), представляющий собой участок молекулы фермента, с которым связываются определенные, обычно низкомолекулярные, вещества (эффекторы, или модификаторы), молекулы которых отличаются по структуре от субстратов. Присоединение эффектора к аллостерическому центру изменяет третичную и часто также четвертичную структуру молекулы фермента и соответственно конфигурацию активного центра, вызывая снижение или повышение энзиматической активности. Ферменты, активность каталитического центра которых [c.125]

Фосфодиэстераза характеризуется наличием аллостерического центра, взаимодействующего с молекулой кальмодулина (КМ) в присутствии Са . Кальмодулин принято считать универсальным белковым модулятором. Число известных ферментов, подверженных его активирующему действию, довольно велико и продолжает расти. Показано, что кальмодулин, связывая Са +, претерпевает конформационные изменения, приобретая основное свойство — активировать фермент — мишень. Интегральная концентрация кальмодулина в клетке достаточно велика (1 —10 мкМ), поэтому его модулирующие свойства определены внутриклеточной концентрацией Са +. Взаимодействие Са +, кальмодулина и фосфодиэстеразы в первом приближении описывается следующей упрощенной схемой [c.378]

Крахмал и лактоза замедляют скорость поглощения ферментными препаратами водяных паров. Наполнитель, используемый для стандартизации препаратов ферментов, не должен необратимо ингибировать ферменты. Крахмал оказывает стабилизирующее действие при хранении амилолитических ферментов. Показано, что после стандартизации препаратов пектолитических ферментов диатомитом, бентонитом или желатином ферментативную активность (пектиназы) следует определять после растворения препарата не в воде, а в буферном растворе с pH 3,5—4,0, что способствует десорбции фермента (аллостерического центра) с поверхности контактных участков наполнителя, т. е. возможна обратимость аллостерической специфичности. В отдельных случаях возможна необратимость конформации аллостерических участков (действие аммонийных солей на амилолитические ферменты). Наполнители могут вызывать также стабилизацию аллостерических участков (стандартизация крахмалом амилолитических ферментов). [c.170]

Аллостерические ферменты имеют каталитический и регуляторный (аллостерический) центры, пространственно разобщенные, но функционально тесно взаимосвязанные. Каталитическая активность фермента меняется в результате связывания с его регуляторным центром определенных метаболитов, называемых эффекторами. Кроме конечных продуктов данного пути, эффекторами могут быть субстраты ферментов, а также некоторые конеч- [c.115]

Так, мутации по участкам цистрона, детерминирующим структуру аллостерического центра фермента, могут привести к изменениям в конформации белка, которые делают молекулу энзима нечувствительной к концентрации конечного продукта. Это обеспечивает возможность образования в клетке избыточного количества целевого продукта. [c.38]

Отличительной особенностью ряда аллостерических ферментов является наличие в молекуле олигомерного фермента нескольких активных центров и нескольких аллостерических регуляторных центров, пространственно удаленных друг от друга. В аллостерическом ферменте каждый из двух симметрично построенных протомеров содержит один активный центр, связывающий субстрат 8, и один аллостерический центр, связывающий эффектор М т.е. 2 центра в одной молекуле фермента (рис. 4.4). Получены доказательства, что для субстрата аллостерические ферменты, помимо активного центра, содержат и так называемые эффекторные центры при связывании с эффекторным центром субстрат не подвергается каталитическому превращению, однако он влияет на каталитическую эффективность активного центра. Подобные взаимодействия между центрами, связывающими лиганды одного типа, принято называть гомотропными взаимодействиями, а взаимодействия между центрами, связывающими лиганды разных типов, —гетеротропными взаимодействиями. [c.126]

Подобные типы ингибирования конечным продуктом и активирования первым продуктом свойственны аллостерическим (регуляторным) ферментам, когда эффектор, модулятор, структурно отличаясь от субстрата, связывается в особом (аллостерическом) центре молекулы фермента, пространственно удаленном от активного центра. Следует, однако, иметь в виду, что модуляторами аллостерических ферментов могут быть как активаторы, так и ингибиторы. Часто оказывается, что сам субстрат оказывает активирующий эффект. Ферменты, для которых и субстрат, и модулятор представлены идентичными структурами, носят название гомотропных в отличие от гетеротропных ферментов, для которых модулятор имеет отличную от субстрата структуру. Взаимопревращение активного и неактивного аллостерических ферментов в упрощенной форме, а также конформационные изменения, наблюдаемые при присоединении субстрата и эффекторов, представлены на рис. 4.25. Присоединение отрицательного эффектора к аллостерическому центру вызывает значительные изменения конфигурации активного центра молекулы фермента, в результате чего фермент теряет сродство к своему субстрату (образование неактивного комплекса). [c.156]

Присоединение лиганда к аллостерическому центру фермента изменяет скорость реакции, причем если скорость реакции возрастает, то такой эффектор называют положительным, если снижается — отрицательным. [c.81]

Аллостерические ферменты состоят как минимум из двух идентичных субъединиц, каждая из которых имеет один активный и один регуляторный (аллостерический) центры. При взаимодействии субстрата или эффектора с ферментом происходит изменение конформации одной из субъединиц, что вызывает модификацию высших структур второй субъединицы. Конформационные превращения обусловливают изменения каталитической активности молекулы фермента. [c.81]

Фермент аденилатциклаза усилитель). Это компонент рецепторной системы, который воспринимает и многократно усиливает гормональный сигнал. Это гликопротеин с молекулярной массой около 150 kDa, локализованный в цитоплазматической мембране. Аденилатциклаза имеет две активные SH-группы и несколько аллостерических центров. [c.135]

Регулирование ферментативной активности по принципу обратной связи возможно и в том случае, когда продукт реакции значительно отличается от субстрата первой ферментативной реакции в цепи биохимических превращений. При этом продукт реакции взаимодействует с особым регуляторным аллостерическим центром, пространственно удаленным от активного центра фермента. Примером такого регулирования может служить полиферментная система, катализирующая превращение -треонина в -изолейцин [c.435]

Цитрат связывается с аллостерическим центром ацети л-Ко А-карбоксилазы и реакция превращения ацетил-КоА в малонил-КоА резко возрастает. [c.317]

Разумно предположить, что при сверхмалых концентрациях БАС лимитирующей стадией всего процесса будет диффузия молекул БАС из объема к поверхности клетки. Все другие стадии, например, химическая трансформация БАС, их связывание с активным или аллостерическим центром фермента и т. п. происходят намного быстрее. Характерное время может быть таким образом определено как обратное от числа (г) столкновений БАС с клеткой за единицу времени. Значение Z можно легко рассчитать с помощью уравнения Смолуховского [c.119]

Природа репрессора не ясна. Наиболее вероятно, что это белок четвертичной структуры с двумя аллостерическими центрами, один из которых комплементарен гену-оператору, другой— эффектору. При взаимодействии с эффектором сродство репрессора к оператору изменяется. [c.16]

Кроме каталитической активности не- которые ферменты обладают также и регуляторной активностью. Они служат как бы дирижерами , задающими темп метаболическим процессам. Некоторые регуляторные ферменты, называемые аллостерическими, регулируют скорость реакций путем обратимого нековалентного присоединения специфических модуляторов, или эффекторов, к регуляторному, или аллостерическому, центру фермента. Такими модуляторами могут быть либо сами субстраты, либо какие-то промежуточные продукты метаболизма. К другому классу относятся регуляторные ферменты, способные изменять свою активность путем ковалентной модификации содержащихся в них специфических функциональных групп, необходимых для активности фермента. Некоторые ферменты существуют в нескольких формах, называемых изоферментами, которые различаются по своим кинетическим характеристикам. Многие генетические заболевания человека обусловлены нарушением в результате мутаций функционирования одного или нескольких ферментов. [c.268]

Аллостерический центр. Специфический участок на поверхности молекулы аллостерического фермента (отличный от активного центра), с которым связывается молекула модулятора или эффектора. [c.1007]

Эффектор (модулятор). Метаболит, который, связываясь с аллостерическим центром регуляторного фермента, меняет его кинетические характеристики. [c.1022]

Кроме каталитических центров, распознающих и связывающих субстраты, у регуляторных ферментов есть и другие стереоспецифические участки - так называемые аллостерические центры. Это места связывания эффекторов, изменяющих сродство фермента к субстрату. Имеются особые участки для связывания положительных эффекторов (активаторов) и для отрицательных эффекторов (ингибиторов). Под влиянием эффекторов изменяется форма кривой насыщения (степень ее сигмоидно-сти (рис. 6.9,Б). Говорят не только об аллостерических центрах, но [c.487]

Наличие регуляторного (аллостерического) центра для А. [c.265]

Изменение ферментативной активности белка-фермента (Е) в данном случае связано с изменениями его конформации при взаимодействии с конечным продуктом реакции (L-изолейцином), которые приводят к изменению структуры активного центра фермента. Взаимодействие активного и аллостерического центров носит кооперативный характер. [c.436]

К активаторам (кофакторам) ферментов относятся ионы многих металлов. Действие их проявляется различно они входят в состав простетической группы, облегчают образование ферментно-субстратного комплекса, способствуют присоединению кофермента к апо-ферменту и т. д. Присоединяясь по аллостерическому центру, они изменяют третичную структуру белковой молекулы, в результате чего субстратный и каталитический центры фермента приобретают конфигурацию, наиболее выгодную для осуществления их функций. [c.121]

В основе многих явлений регуляции, по-видимому, лежит связывание эффектора с аллостерическим центром, вызывающее изменение конформации молекулы фермента. Эффект действия аллостерическнх инги- [c.35]

У аллостерических ферментов, состоящих из нескольких субъединиц (213 — 215], кривая зависимости скорости реакции от концентрации субстрата имеет характерный сигмоидный вид. Такой фермент независимо от наличия субстрата имеет две различные конформащ1И, находящиеся в равновесии. Активность этого фермента контролируется аллостерическими эффекторами (обычно несложными органическими веществами). Связывание эффектора происходит на одной из субъединиц в аллостерическом центре, пространственно отделенном от места связывания субстрата, и вызывает конформационные изменения других субъединиц. Фермент активируется, если эффектор является активатором, и ингибируется, если с алло-стерическим центром связывается ингибитор. Аллостерические ферменты обычно участвуют в контроле первых ступеней мультиферментных цепей. [c.399]

В отношении субстрата, так и ингибитора, имеющих обычно совершенно различные трехмерные структуры и, таким образом, шллостеричных- [152]. Последнее непременно предполагает невозможность для ингибитора связываться в активном центре, подобно классическим (изостерическим) ингибиторам. Большое число данных, включая рентгеноструктурные, подтверждают предположение, что в регуляторных ферментах имеются отличающиеся друг от друга каталитические (субстрат-связывающие) и ал-лостерические (ингибитор-связывающие) центры. Эффект связывания ингибитора в аллостерическом центре передается через белок — посредством ряда конформационных изменений (часто путем легко регистрируемого взаимодействия между субъединицами) и в конечном счете влияет на активный центр. Таким путем не участвующие в реакции, катализируемой определенным ферментом, метаболиты могут регулировать его активность, модифицируя либо связывание субстрата, либо каталитическую функцию, либо, наконец, оба этих процесса [147, 148]. [c.538]

В белковой части фермента может находиться и аллостери-ческий центр, имеющий большое значение в регуляции ферментной активности. После присоединения к этому центру соответствующих веществ — эффекторов активность фермента изменяется. Конечные продукты ферментативных реакций обычно являются негативными эффекторами — присоединение их к ал-лостерическому центру фермента уменьшает его активность. Вещества, присоединение которых к аллостерическому центру молекулы фермента вызывают увеличение активности, называют позитивными эффекторами. [c.29]

Каталитический компонент аденилатциклазы, выделенный из разных тканей животных, представлен одним полипептидом с мол. массой 120000-150000 в отсутствие С-белков он практически неактивен содержит две 8Н-группы, одна из которых вовлечена в сопряжение с С -белком, а вторая необходима для проявления каталитической активности. В молекуле фермента имеется несколько аллостерических центров, через которые осуществляется регуляция активности низкомолекулярными соединениями ионами М , Мп" и Са , аденозином и форсколином. Под действием фосфоди-эстеразы цАМФ гидролизуется с образованием неактивного 5 -АМФ. [c.291]

Кроме активных групп (ферменты — протеиды) или активных центров (ферменты — протеины) биокатализаторы имеют субстратный центр — участок ответственный за присоединение субстрата к ферменту и аллостерический центр, при присоединении к которому изменяется третичная структура белковой молекулы. Это присоединение приводит к изменению конфигурации активного центра и, как следствие, к увеличению или уменьшен лиго каталитической активности фермента. [c.40]

Второй тип —аллостерическая регуляция. Она основана на реакциях аденилирования—деаденилирования субъединиц гликогенфосфорилазы Ь (соответственно активирование—инактивирование). Направление реакций определяется отношением концентраций АМФ и АТФ, присоединяющихся не к активному центру, а к аллостерическому центру каждой субъединицы (рис. 8.7). [c.293]

Установлено, что ацетил-КоА-карбоксилаза состоит из переменного числа одинаковых субъединиц, каждая из которых содержит биотин, биотинкарбоксилазу, карбоксибиотинпереносящий белок, транскарбоксилазу, а также регуляторный аллостерический центр, т.е. представляет собой полиферментный комплекс. [c.383]

Термин ашостерический образован от греческих слов аллос — другой и стереос — пространственный. Существует ряд ферментов, имеющих в своем составе, кроме активного центра, так называемый аллостерический центр, присоединение к которому определенных химических веществ — эффекторов — приводит к изменению конформации белковой глобулы и, как следствие, модификации ферментативной активности. Молекулы аллостерических ферментов содержат наборы как активных, так и аллостерических центров, причем с аллостерическим центром может соединяться как субстрат, так и эффектор, отличающийся по строению от субстрата. [c.81]

В первом случае взаимодействие является гомотроп-ным, во втором — гетеротропным. Пространственная обособленность активных и аллостерических центров обусловлена наличием четвертичной структуры, характерной для аллостерических ферментов. Аллостерические взаимодействия наиболее ярко проявляются в характере кривых зависимости скорости ферментативной реакции от концентрации субстрата, о [8] Вместо гиперболической кривой, подчиняющейся кривая закономерностям Михаэлиса—Ментен, для аллосте- зависимости скорости рических ферментов характерна сигмоидная кривая, ферментативной реакции представленная на рис. 6.13. Как видно из рисунка, от концентрации субстрата, при малых концентрациях субстрата скорость фер- характерная для аллосте-ментативной реакции гораздо ниже, чем для обыч- рических ферментов ных ферментов в равных условиях. [c.81]

Возможно, тормозящее действие природных ингибиторов сосуществует в высшем растении наряду с механизмом самоингибиро-вания, т. е. с таким механизмом, когда фитогормон подавляет свой собственный синтез, затрагивая аллостерический центр одного из ферментов, участвующих в образовании предшественника фитогормона. [c.208]

Когда специфический ингибирующий, или отрицательный, модулятор связывается с аллостерическим центром, что происходит при повьппении концентрации модулятора в клетке, фермент переходит в. менее активздю или совсем неактивную форму, т.е. вьпслючается Когда же концентрация модулятора в клетке снижается, ингибитор покидает аллостерический центр и фермент вновь включается , т е. переходит в активную форму. [c.259]

В заключение можно отметить, что новые, даже не вполне ясные сейчас, перспективы возникнут в теоретической и практической ферментологии после выяснения механизмов регуляции действия ферментов в живой клетке. Расшифровка природы аллостерического центра и ретроингибирования, механизмов репрессии, аллостерическое регулирование при помощи специфических иизкомолекулярных веществ позволят управлять ходом ферментативных нроцессов в животных и растительных тканях, в клетках микроорганизмов, осуществляя это как in vivo, так и вне организма. Тем самым будут открыты новые возможности для использования ферментов в медицине, промышленности, сельском хозяйстве, в химии, химической промышленности и других областях. [c.340]

На глобуле регуляторного фермента имеется несколько специфических сайтов взаимодействия с низкомолекулярными веществами. Такими сайтами являются активный центр, аллостерические центры, центры посадки на мембрану. У некоторых ферментов количество таких специфических сайтов к различным веществам достигает десяти. Таким ферментом является, например, глутаминсинтетаза, у которого имеется активный центр и по крайней мере восемь центров для связывания различных веществ [10]. В основном количество сайтов определенного типа равно количеству субъединиц в ферменте, а на каждой субъединице имеются все сайты специфичности. В результате мутации может измениться один из таких сайтов, и тогда фермент, состояпц й из субъединиц только такого типа, изменит свои регуляторные свойства. Такими изменениями могут быть полная или частичная утрата чувствительности к эффектору, появление более сильного сродства к тому же самому или возникновение специфичности к новому эффектору. Если в клетке присутствуют нормальный и мутантный аллели, то в ней будут находиться изоферменты как нормальные, так и с мутантными субъединицами., У гибридных изоферментов изменение активности в зависимости от концентрации эффектора будет промежуточным по сравнению с белком, составленным из одних только нормальных субъединиц, и максимально измененным для белка, составленного из субъединиц только мутантного типа. При этом закон изменения активности под действием эффектора у фермента, состоящего из мутантных субъединиц, будет определяться типом взаимодействия между специфическими центрами. [c.101]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология