Аспартат-карбамоилтрансфераза

Система регуляции биохимических процессов является многоуровневой. Она начинает функционировать уже на уровне отдельных биополимеров, прежде всего ферментов и их комплексов. Очевидно, например, что соотношение альтернативных процессов (VIII.26) и (VIII.27) превращения пирувата - его восстановления до молочной кислоты или окислительного декарбоксилирования—зависит от того, в какой степени клетка обеспечена кислородом. В цепи биохимических процессов, приводящих к биосинтезу пиримидиновых нуклеотидов (см. 9.6), достаточно воздействовать на первый фермент цепи - аспартат карбамоилтрансферазу, чтобы повлиять на весь процесс образования конечных продуктов. Это осуществляется с помощью ЦТФ, который выступает в роли аллостерического ингибитора фермента и служит сигналом, сообщающим о достаточном количестве пиримидиновых нуклеотидов и целесообразности прекратить их дальнейшее производство. Эти простейшие типы регуляции, основанные на влиянии концентрации одного из субстратов на соотношение альтернативных путей превращения другого субстрата или на участии аллостерических эффектов, будут рассмотрены в 10.1. [c.420]

АСПАРТАТ-КАРБАМОИЛТРАНСФЕРАЗА (карбамоил-фосфат L-аспартат карбамоилтрансфераза), фермент класса трансфераз, катализирующий первую р-цию в цепи биосинтеза пиримидиновых нуклеотидов [c.210]

Известны ферменты (и число их непрерывно растет), которые наряду с каталитическими субъединицами, несущими активные центры, содержат регуляторные субъединицы, слабо (или, напротив, сильно) взаимодействующие с каталитическими субъединицами и выступающие в роли аллостерических модификаторов. В свою очередь регуляторные субъединицы могут претерпевать конформационные изменения, индуцируемые связыванием ингибиторов или активаторов. Наилучшим примером такого рода служит аспартат—карбамоилтрансфераза (гл. 4, разд. Г). Ее регуляторные субъединицы содержат центры связывания цитидинтрифосфата (СТР), который выступает в роли специфического ингибитора фермента. Значение этого ингибирования с точки зрения регуляции становится очевидным, если учесть, что аспартат—карбамоилтрансфераза катализирует первую реакцию пути синтеза пиримидиновых нуклеотидов (гл. 14, разд. Л, 1). СТР является конечным продуктом этого пути и вызывает ингибирование фермента по принципу обратной связи. [c.39]

Еще один довольно детально изученный пример аллостерической регуляции — фермент аспартат карбамоилтрансфераза, катализирующий первую стадию биосинтеза пиримидиновых нуклеотидов (см. 9.6). Этот фермент состоит из двенадцати субъединиц - шести идентичных каталитических и шести идентичных регуляторных. [c.423]

Аспартат — карбамоилтрансфераза — первый фермент процесса биосинтеза пиримидинов и нуклеотидов из аспарагиновой кислоты. [c.59]

На втором этапе биосинтеза пиримидинов карбамоильная группа переносится от карбамоилфосфата на а-аминогруппу аспартата эта реакция катализируется аспартат — карбамоилтрансферазой [c.467]

Аспартат — карбамоилтрансфераза — модельный регуляторный фермент. Этот фермент катализирует первый этап в биосинтезе пиримидинов [c.131]

Аспартат — карбамоилтрансфераза ингибируется цитидинтри-фосфатом (ЦТФ)—конечным продуктом всей цепи реакций поскольку эта реакция представляет собой один из этапов [c.131]

А. Предполагаемая структура аспартат —карбамоилтрансферазы . o/i. В состав частицы входят 2 каталитических протомера (из трех С-субъединиц каждый) и 3 регуляторных протомера (из двух -субъединиц кал дыи). Фермент показан в неактивной конформации, образующейся под действием ЦТФ, и в активной конформации, образованию которой способствует АТФ. Присоединение ЦТФ ведет к изменению области связей между цепями R и С области других связей (С С и R R) ие изменяются. В. Кривые насыщения аспартатом для аспартат —карбамоилтрансферазы в присутствии отрицательного модулятора (ЦТФ) и положительного модулятора (АТФ). [c.133]

Галофильная аспартат — карбамоилтрансфераза. Нам особенно интересно будет рассмотреть действие соли на аспартат — карбамоилтрансферазу галофильных бактерий. Если предположить, что она, подобно другим галофильным белкам, тоже отличается значительно большей кислотностью, то как это могло бы отразиться на ее структуре Состоит ли этот фермент также из каталитических и регуляторных протомеров Чувствителен ли он в той же мере к модуляции по типу обратной связи Влияет ли соль на регуляторные и каталитические субъединицы одинаковым образом [c.134]

Хотя на все эти вопросы еще нет окончательных ответов, уже известен ряд чрезвычайно интересных фактов. Так, нанример, для проявления активности аспартат—карбамоилтрансферазы из галобактерий необходимы концентрации соли от 3 до 5 М. Кривая насыщения фермента субстратом не имеет S-образной формы, как у Е. oli. Поскольку у негалофильного фермента S-образная кривая, как полагают, отражает положительные кооперативные взаимодействия между двумя каталитическими протомерами, эти данные наводят на мысль, что либо у гало-фильного фермента только один каталитический протомер, либо повышенная кислотность С-протомеров настолько резко изме- [c.134]

Важным регуляторным ферментом гликолиза является 6-фосфофруктокиназа (КФ 2.7.1.11). Этот фермент активируют многие регуляторы, например фосфат, АМР, ADP, сАМР, фрук-тозо-6-фосфат и фруктозо-1,6-бисфосфат, но АТР (в комплексе с Mg2+) и цитрат ингибируют его. Активный фермент из мышц млекопитающих имеет мол. массу около 360 000 (хотя он может существовать и в виде полностью активных агрегатов) и является тетрамером, состоящим из четырех идентичных субъединиц (каждая из которых, однако, может состоять из двух полипептидных цепей). Все лиганды, за исключением АТР, присоединяются к ферменту в стехиометрических соотношениях, т. е. по четыре молекулы на тетрамер, и каждая субъединица, по-видимому, имеет центр связывания для каждой присоединяющейся молекулы. Таким образом, фосфофруктокиназа отличается от аспартат — карбамоилтрансферазы, у которой за связывание субстрата и за связывание регулятора отвечают разные субъединицы. Точный механизм регуляции активности фосфофруктокиназы не установлен, но известен факт перехода в физиологических условиях активного тетрамера в неактивный димер, и это обстоятельство частично проливает свет на возможный механизм регуляции. Различные активаторы фермента стабилизируют тетрамер, но цитрат, являющийся ингибитором, способствует реакции диссоциации (см. рис. 4.5). В присутствии ингибиторов кривая связывания субстрата, фруктозо-6-фосфа-та, становится S-образной, но в присутствии активаторов она принимает форму гиперболы, что указывает на уменьшение кооперативности при переходе фермента в тетрамерную форму. [c.126]

У галофильных бактерий, так же как и у . соИ, аспартат — карбамоилтрансфераза подвержена сильному ингибирующему действию ЦТФ. Ингибирование это полностью зависит от высоких концентраций К+ или Na+, необходимых, разумеется, также [c.135]

Все это показывает, как широко используется ультрацентрифугирование при изучении нуклеиновых кислот и биосинтеза белка. Ультрацентрифугирование незаменимо также при все более расширяющемся изучении смежных проблем — в частности при изучении механизмов регуляции ферментативных реакций. Метаболические потребности клетки удовлетворяются, как известно, благодаря тонкой согласованности скоростей различных биохимических последовательностей. Такая согласованность возможна благодаря чувствительности аллостерических ферментов к изменениям концентраций отдельных метаболитов, что в свою очередь зависит от конформационных изменений, вызываемых соответствующим метаболитом и, очевидно, передающихся путем взаимодействия субъединиц ферментного белка. Успехи, достигнутые в изучении свойств аллостериче-ского фермента — аспартат-карбамоилтрансферазы, хорошо иллюстрируют большое значение ультрацентрифугирования — особенно когда оно используется в сочетании с другими методами анализа. Так, Герхарт и Шахман [5] показали, что этот фермент, представляющий собой глобулярный белок с молекулярной массой около 3-10 , после обработки соединениями ртути распадается на субъединицы двух типов. Каталитической активностью обладают лишь субъединицы одного типа, в субъединицах же другого типа, не обладающих каталитической активностью, находится центр по которому происходит присоединение цитидинтрифосфата. С этой регуляторной субъединицей связывается 5-бромцитидин-трифосфат, о чем свидетельствует соответствующая картина седиментации. Позже Вебер [6] определил аминокислотный состав и Ы-концевые остатки субъединиц обоих типов и установил, что одна молекула фермента содержит четыре регуляторных и четыре каталитических субъединицы. [c.9]

Более прямые способы регуляции по типу обратной связи" наблюдаются в случае ферментов, активность которых меняется не в результате модификаций, катализируемых другим ферментами, а при прямом взаимодействии их с низкомолекулярными конечными продуктами реакции. Ингибирование по типу обратной связи хорошо известно для многих метаболических реакций у бактерий, особенно это относится к биосинтезу азотистых соединений. Первую реакцию в цепи биосинтеза пиримидинов катализирует аспартат — карбамоилтрансфераза (КФ 2.1.3.2). Этот фермент из Е. соИ ингибируется по механизму обратной связи с помощью СТР и активируется АТР. Нативный фермент состоит из шести идентичных регуляторных субъединиц, сгруппированных в три димера, и шести идентичных каталитических субъединиц в виде двух тримеров. В молекуле фермента каталитические тримеры связаны вместе с помощью регуляторных субъединиц. [c.123]

Субстрат присоединяется к каталитической субъединице,, в то время как нуклеотидсвязывающие центры находятся на регуляторных субъединицах. Влияние СТР проявляется в том,, что кривая связывания аспартата приобретает четко выраженный s-образный характер, в то время как в присутствии АТР наблюдается обратный эффект. Таким образом, СТР существенно увеличивает Кж для аспартата, в то время как АТР снижает эту величину. Механизм регуляции активности аспартат карбамоилтрансферазы, по-видимому, можно представить следующим образом [c.123]

Четвертичная структура нескольких белков, состоящих из субъединиц, в настоящее время хорошо известна благодаря рентгеноструктурным исследованиям. Сложность таких белков варьирует в широких пределах — начиная со столь простых белков, как пероксид-дисмутаза (состоящая из двух идентичных субъединиц), и вплоть до таких сложных молекул, как аспартат—карбамоилтрансфераза (субъединичная стехиометрия которой описывается формулой r g). [c.20]

В биологии существует много примеров, когда взаимодействия лигандов с макромолекулами представляют собой кооперативные процессы. Одним из наиболее хорошо изученных примеров является связывание кислорода гемоглобином, которое подробно обсуждается в гл. 17. Кроме того, кооперативно связывают субстраты и другие молекулы многие л<1ультисубьединичные ферменты. Например, подобным образом функционирует фермент аспартат-карбамоилтрансфераза (рассмотренный в гл. 17). И наконец, нуклеиновые кислоты в некоторых случаях также связьгаают отдельные лиганды кооперативно. Таким образом, кооперативные взаимодействия широко распространены в биологических системах.. [c.17]

В табл. 15.1 приведен ряд величии изменения свободной энергии взаимодействия для связывания двух различных лигандов с некоторыми белками. Обнаружено, что свободная энергия взаимодействия имеет как положительное, так и отрицательное значение, что соответствует антагонистическому и кооперативному эффектам. Все найденные величины свободной энергии лежат в интервале от О до 2,5 ккал/моль. Следует отметить, однако, что полученные данные не многочисленны и дальнейшие исследования, по-вцднмому, расширят область значений ДС 2- По крайней мере в некоторых случаях энергия взаимодействия достаточно велика, чтобы вызвать вполне заметное изменение кривых насыщения макромолекулы лигандом, которое можно было ожидать на основании графика на рис. 15.9. Примеры изменения кривых насыщения демонстрируются в гл. 17, где обсуждается взаимодействие лигандов прн их связывании с аспартат-карбамоилтрансферазой и гемоглобином. [c.31]

Рассмотрим хорощо изученную реакцию ингибирования по типу обратной связи, которая входит в метаболический цикл пиримидина и катализируется аспартат-карбамоилтрансферазой (АКТазой). [c.87]

Смотреть страницы где упоминается термин Аспартат-карбамоилтрансфераза: [c.23] [c.24] [c.453] [c.533] [c.262] [c.263] [c.178] [c.183] [c.57] [c.59] [c.157] [c.472] [c.131] [c.131] [c.135] [c.55] [c.59] [c.435] [c.86] [c.87]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология