также Аллостерия

Действительно, к наиболее замечательному свойству гемоглобина относится его способность кооперативно связывать кислород, т. е. сродство тетрамера к кислороду возрастает по мере насыщения кислородом. Концепция аллостерии, выдвинутая Моно и сотр., была создана в процессе изучения свойств этого белка. Кооперативность необходима для переноса кислорода от носителя гемоглобина к акцептору миоглобину, а также для выполнения других физиологических функций. [c.361]

В 1956 Г. Амбарджер [63а] показал, что данный фермент ингибируется изолейцином, конечным продуктом на данном пути биосинтеза. Это открытие сыграло важную роль в формировании представлений об ингибировании по типу обратной связи (ретроингибирование) как о факторе метаболической регуляции (гл. 6, разд. Е,4), а также представлений об аллостерии. [c.114]

Большое количество полученных в последние годы экспериментальных данных свидетельствует в пользу гетерогенности рецепторов АТ II, и в дальнейшем изложении будем исходить именно из этого предположения [379-382]. Полифункциональность АТ II и гетерогенность его рецепторов можно связать с молекулярной структурной организацией гормона, изученной теоретически. Его предрасположенность к реализации ряда функций проявляется в существовании в нативных условиях нескольких близких по энергии и легко переходящих друг в друга пространственных форм. Высокая эффективность и строгая избирательность взаимодействий АТ II с различными рецепторами связаны с тем, что каждая его функция реализуется посредством актуальной только для данного рецептора конформации из состава самых предпочтительных структур свободной молекулы. Таким образом, поиск структурно-функциональной организации АТ II сводится к выяснению для каждой биологической активности пептида актуальной конформации. Для решения задачи в условиях отсутствия необходимых данных о потенциальных поверхностях мест связывания требуется использование дополнительной информации. В качестве такой информации, как правило, привлекаются данные по биологической активности синтетических аналогов природных пептидов. Однако при формировании серии аналогов без предварительного изучения конформационных возможностей как природного пептида, так и его искусственных аналогов в ходе исследования по существу случайным образом ищется прямая зависимость между отдельными остатками аминокислотной последовательности гормона и его функциями. Поскольку стимулированные гормоном аллостери-ческие эффекты возникают в результате не точечных, а множественных контактов между комплементарными друг другу потенциальными поверхностями лиганда и рецептора (иначе отсутствовала бы избирательность гормональных действий), нарушение функции при замене даже одного остатка может быть следствием ряда причин. К ним относятся исчезновение нужной функциональной группы, потеря необходимых динамических свойств актуальной конформации, запрещение последней из-за возникающих при замене остатков стерических напряжений, смещение конформационного равновесия из-за изменившихся условий взаимодействия с окружением и т.д. Следовательно, случайная замена отдельных остатков не приводит к решению задачи структурно-функциональной организации гормонов. Об этом свидетельствует отсутствие в течение нескольких десятков лет заметного прогресса в ведущихся с привлечением множества синтетических аналогов исследованиях зависимости между структурой и функцией АТ II, энкефалинов и эндорфинов, брадикининпотенцирующих пептидов, а также ряда других. Отсюда следует неизбежный вывод о необходимости привлечения к изучению структурно-функциональных отношений у пептидных гормонов специального подхода, который позволил бы отойти от метода проб и ошибок и при поиске синтетических аналогов делать сознательный выбор для их синтеза и биологических испытаний. [c.567]

У животных синтезы двух компонентов гемоглобина — гема и глобина — по-видимому, тесно скоординированы. В ответ на понижение уровня кислорода в окружающей среде происходит возрастание количества гемоглобина (до 20% у человека). Это наблюдается, например, на больших высотах над уровнем моря. При этом происходит также усиление синтеза аллостери-ческого эффектора — 2,3-дифосфоглицерата, — что облегчает и делает более эффективной разгрузку кислорода из оксигемоглобина. Эти феномены привлекли внимание широкой публики, во время проведения Олимпийских игр 1968 г. в Мехико. Атлеты из Кении и Эфиопии, привычные к условиям большой высоты над уровнем моря, выиграли большинство медалей в беге на средние и длинные дистанции. Спортсмены из других стран, не успевшие в должной мере акклиматизироваться, не показали высоких результатов, поскольку у них, по-видимому, уровни гемоглобина и 2,3-дифосфоглицерата недостаточны для того, чтобы мышцы работали эффективно в течение длительного времени в разреженной атмосфере высокогорья. [c.216]

Теперь рассмотрим связь полиплоидии с белками, активность которых зависит от концентрации эффекторов в клетке, т.е. с аллостери-ческими ферментами. Ферменты, связанные с мембраной, можно в некотором смысле также считать аллостерическими, потому что их конформация и активность зависят от того, связаны ли белки с мембраной. [c.101]

Быстрой и "тонкой" регуляцией является так называемая аллостери-ческая регуляция активности фермента посредством веществ, воздействующих на аллостерический центр фермента и изменяющих их конформацию. Как правило, такой фермент расположен в начале метаболического пути. Однако он может ингибироваться конечным продуктом данного обмена при его накоплении или несколькими метаболитами — его аллостерическими регуляторами. Примером может служить ключевой фермент гликолиза — фосфофруктокиназа (ФФК), имеющий около 10 аллостерических регуляторов, от взаимодействия с которыми изменяется его активность. Это такие вещества, как АТФ, АДФ, АМФ, Фн, лимонная кислота, жирные кислоты, а также pH и другие факторы. В состоянии относительного покоя ФФК в скелетных мышцах не активна, так как ингибируется высокими концентрациями АТФ и лимонной кислоты. При интенсивной мышечной деятельности концентрация АТФ снижается, а концентрация АДФ и АМФ повышается. Это активирует ФФК и скорость гликолиза. Когда же баланс АТФ в мышцах восстанавливается, что происходит при улучшении снабжения кислородом, активность ФФК снижается и скорость гликолиза падает. Мышцы переключаются на аэробный механизм энергообразования с постепенным переходом на утилизацию жиров. [c.269]

В случае индукции и репрессии исследователь имеет дело с так называемой негативной регуляцией выражения генов. Существует также механизм позитивной регуляции — активация действия генов, которая осуществляется с помощью аллостери-ческих регуляторных белков. Наиболее известные и хорошо изученные примеры такого рода регуляции — это регуляция катаболизма арабинозы и синтеза щелочной фосфатазы у Е. соИ. [c.19]

Многие ферменты, активность которых регулируется по лллостерическому механизму, обнаруживают также и кооперативную кинетику. Верно и обратное, поскольку оба свойства — аллостержческий контроль активности и повышенная чувствительность к измененЬю концентрации матаболита — имеют большое значение для метаболического контроля. Однако это не означает, что данные термины эквивалентны они описывают различные свойства и должны быть четко разграничены. Во многих случаях установление этих свойств происходило раздельно для гемоглобина, например, кооперативный характер связывания кислорода был установлен более чем за 60 лет до открытия аллостери-ческого эффекта 1,2-дифосфоглицерата то, что первый фермент биосинтеза гистидина является аллостерическим, известно уже давно, однако кооперативных кинетических эффектов для него не обнаружено. [c.165]

Тетрамерный гемоглобин обладает новыми свойствами, которых нет в мономерном миоглобине. Помимо способности транспортировать О2 гемоглобин способен переносить также Н" и СО2. Более того, присоединение последних регулируется аллостери-ческими сдвигами, которые представляют собой взаимодействия между пространственно разобщенными участками, обусловленные конформационными изменениями белка. Гемоглобин-наиболее изученный аллостерический белок. У гемоглобина проявляются три аллостерических эффекта. Во-первых, кривая связывания кислорода гемоглобином имеет сигмоидную форму, что свидетельствует о кооперативности связывания кислорода. Присоединение кислорода к одному гему облегчает присоединение О2 к остальным гемам той же молекулы белка. Эта кооперативность увеличивает количество транспортируемого кислорода. Во-вторых, Н и СО2 способствуют отщеплению кислорода от гемоглобина-эффект, имеющий большое физиологическое значение, поскольку таким путем увеличивается высвобождение кислорода в тканях с активным метаболизмом, например в работающих мышцах. Имеет место и обратный эффект О2 способствует высвобождению Н и СО2 в капиллярах легочных альвеол. Аллостерическая связь между присоединением Н , СО2 и О2 известна как эффект Бора . В-третьих, сродство гемоглобина к [c.84]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология