также киназы фосфорилаз

Более важную роль в регуляции играют, однако, факторы, определяемые стимулирующим действием гормонов и нервной системы. Если концентрация адреналина в крови повышается, то этот гормон начинает связываться с рецепторами на поверхности клеточных мембран, активируя образование циклического АМР (гл. 7, разд. Д, 8). Аналогично в печени рецепторы глюкагона связывают этот гормон и стимулируют образование циклического АМР. Циклический АМР в свою очередь активирует протеинкиназы, которые модифицируют различные белки, в том числе киназу фосфорилазы (Ei на рис. 11-10), а также гликоген-синтетазу. В покоящейся мышце киназа фосфорилазы находится в неактивной форме, и фосфорилирование протеинкиназой переводит ее в [c.507]

Катализируется эта реакция ферментом киназой фосфорютазы Ь, который также существует как в активной, так и неактивной формах. Активация киназы фосфорилазы Ь происходит подобно активации фосфорилазы, т. е. путем ее фосфорилирования, которое катализируется цАМФ-зависимой протеинкиназой (гл. 13). Важная роль в активации киназы фосфорилазы принадлежит также Са " -кальмодулину — белку, участвующему в регуляции активности многих киназ (гл. 13). Активация протеинкиназы при участии цАМФ, который, в свою очередь, образуется из АТФ в реакции катализируемой аденилатциклазой, стимулируется гормонами адреналином и глюкагоном. Увеличение содержания этих гормонов приводит в результате каскадной цепи реакций к превращению фосфорилазы Ь в фосфорилазу а и, следовательно, к освобождению глюкозы в виде глюкозо-1-фосфата из запасного полисахарида гликогена. Обратное превращение фосфорилазы а в фосфорилазу Ь катализируется ферментом протеинфосфатазой. На рис. 18.6 приведен каскадный механизм мобилизации гликогена. Активация первого фрагмента каскада — аденилатциклазы — в конечном счете активирует распад гликогена и одновременно ингибирует фермент его синтеза — гликогенсинтазу (гл. 20). Следовательно, фосфорилирование гликогенфосфорилазы и гликогенсинтазы приводит к противоположным изменениям их активности гликогенсинтаза ингибируется, а гликогенфосфорилаза активируется, что вызывает повышение содержания глюкозы в мышцах, печени и крови, т. е. происходит быстрое включение реакций, поставляющих энергию. [c.251]

Рис. 12-26. На этой схеме показано, как повышение уровня сАМР в клетках скелетных мышц ( при связывании адреналина с Р-адренэргическими рецепторами клеточной поверхности) стимулирует распад гликогена. Связывание сАМР с А-киназой активирует этот фермент, который в свою очередь фосфорилирует и тем самым активирует киназу фосфорилазы, а она фосфорилирует (и активирует) гликогенфосфорилазу -фермент, расщепляющий гликоген. А-киназа также прямо и опосредованно усиливает фосфорилирование гликогенсинтетазы (которая при этом

Биохимические функции. Катехоламины действуют на клетки-мишени по мембрано-опосредованному механизму, чему в немалой степени способствует гидроксилирование кольца и боковой цепи этих соединений. Катехоламины взаимодействуют с а- и р-адренергическими рецепторами, локализованными в мембранах клеток-мишеней. Адреналин взаимодействует с обоими типами рецепторов, а норадреналин преимущественно с а-рецепторами. Каждая группа рецепторов разделяется на две подгруппы, а именно a и а2, а также (3 и Группа а[-, а2-рецепторов проявляет эффекты сосудосуживающего действия, сокращения гладких мышц, ингибирования липолиза. Действие р-рецепторов связано с активацией аденилатциклазы, образованием цАМФ и последующим фосфорилированием белков. Например, адреналин, взаимодействуя с р-рецепторами через систему вторичных посредников, активирует протеинкиназу, которая фосфорилирует ряд цитоплазматических белков. Таким образом, адреналин регулирует гликогенолиз в печени и в мышцах, а также глюконеогенез в печени. Мобилизация гликогена в мышцах происходит под действием фермента фосфорилазы, которая находится в виде неактивного димера (форма Ь) или активного тетрамера (форма а). Активированная посредством адреналина протеинкиназа фосфорилирует фермент киназу фосфорилазы Ь, что приводит к ее активации [c.156]

Ряд других, довольно редко встречающихся наследственных заболеваний также вызван накоплением гликогена, которое обусловлено по существу той же причиной, а именно сильным ингибированием процесса расщепления гликогена в гликолитическом метаболизме, что в свою очередь связано с недостаточной активностью какого-нибудь из ферментов фос-фофруктокиназы, киназы фосфорилазы печени, фосфорилазы печени или глюкозо-6-фосфатазы печени. В последнем случае накопление гликогена объясняется тем, что его запасы не поступают из печени в кровь в виде свободной глюкозы. При одном из таких заболеваний имеет место нехватка ветвящего фермента, участвующего в синтезе гликогена, в результате чего образующийся гликоген содержит необычно длинные неразветвленные ветви. Другая же форма заболевания связана с недостатком фермента, ответственного за расщепление гликогена в точках ветвления, в результате чего легко из печени может удаляться лишь ограниченное количество глюкозы, образующейся в результате расщепления только наружных неразветвленных ветвей гликогена. [c.510]

Биохимические функции. Глюкагон является гормоном-антагонистом инсулина. Он стимулирует гликогенолиз и липолиз, а также активирует процесс глюконеогенеза. Глюкагон взаимодействует с клетками-мишенями по мембрано-опосредованному механизму (гл. 11). Через вторичный посредник — цАМФ он активирует протеинкиназу, киназу фосфорилазу и фосфорилазу Ь, что приводит к мобилизации глюкозы из гликогена. Как и инсулин, глюкагон регулирует метаболические процессы преимущественно в печени, мышцах и жировой ткани. [c.167]

Активационный процесс может быть обращен, причем в этом обращении участвуют фосфатазы [2449]. Действие этих фосфатаз также находится под гормональным контролем, и равновесие между активацией и инактивацией ферментов точно сбалансировано. Киназа фосфорилазы — важный компонент системы, через который может осуществляться контроль, — представляет собой сложный фермент, состоящий из трех типов разных субъединиц. Две из них могут быть фосфорилированы при фосфорилировании р-субъединицы фермент активируется, но затем, при фосфорилировании а-субъединицы, может начаться процесс инактивации каскада при этом ip-субъединица становится более подверженной действию фосфатазы [816]. [c.124]

Приведенные данные показывают, что появление фосфорилазы а является важным фактором в синхронизации гликогенолиза и мышечного сокращения. Они свидетельствуют также о том, что в покоящейся мышце киназа фосфорилазы неактивна и превращается в активную форму при мышечном сокращении. Как было установлено, один и тот же сигнал вызывает сокращение и активирует киназу фосфорилазы этим сигналом служат ионы кальция (рис. 4.5). [c.68]

Опуская дальнейщие детали этого очень сложного процесса [148], можно видеть, как система такого рода может обеспечить весьма чувствительный механизм контроля процесса потребления глюкозы из ее хранилища — гликогена. Одна молекула фосфорилазы (а) катализирует высвобождение тысяч молекул глюкозы, а одна молекула киназы фосфорилазы может активировать тысячи молекул фосфорилазы . Если добавить к этому, что киназа фосфорилазы также существует в активной и неактивной формах и активируется посредством фосфорилирования еще одним ферментом, киназой киназы фосфорилазы, который к тому же регулируется по соверщенно другому механизму, то только тогда становится ясным, какими сложными и чувствительными могут быть механизмы контроля этого типа. [c.537]

Киназа фосфорилазы — очень крупный фермент с мол. весом 1,3 млн., содержащий три типа субъединиц и имеющий, вероятно, состав а4Р4У4- Протеинкиназа, активность которой зависит от циклической АМР, фосфорилирует как а- так и р-субъедиии-цы, причем фосфорилирование именно 3-субъединиц, по-вндимому, ответственно за активацию [49, 49а]. Киназа фосфорилазы может подвергаться также самоактивации, включающей фосфорилирование тех участков, на которые не действует протеинкина-за [49а]. [c.508]

К белкам, регулируемым кальмодулином при участии Са " , относятся некоторые фосфодиэстеразы циклических нуклеотидов и аденилатциклаза, а также мембранные АМР-азы, киназа фосфорилазы и др. [c.65]

Киназа фосфорилазы также активируется путем фосфорилирования [c.125]

В клетках скелетных мышц одна и та же фосфопротеинфосфатаза дефосфорилирует все ключевые ферменты метаболизма гликогена, регулируемые сАМР (киназу фосфорилазы, гликогенфосфорилазу и гликогенсинтазу рис. 13-29) ее каталитический эффект противодействует стимулируемому сАМР присоединению фосфата к белкам. Однако сАМР-зависимая протеинкиназа в активном состоянии фосфорилирует и тем самым активирует также специальный белок-ингибитор фосфатазы. Этот активированный белок-ин-гибитор связывается с фосфопротеинфосфатазой и инактивирует ее (рис. 13-30). Активация киназы фосфорилазы при одновременном подавлении фосфопротеинфосфатазы приводит к значительно более сильному и быстрому воздействию повышенного уровня сАМР на синтез и распад гликогена, чем если бы сАМР влиял лишь на один из этих ферментов. [c.273]

Регуляция метаболизма гликогена осушествляется путем изменения активностей гликогенсинтазы и фосфорилазы (эти активности контролируются субстратами аллостерически, а также регулируются гормонами). Повышение концентрации сАМР приводит к активации фосфорилазы под действием киназы фосфорилазы и одновременно к переходу гликогенсинтазы в неактивную форму (см. гл. 19) в обоих процессах участвует сАМР-зависимая про-теинкиназа. Таким образом, при ингибировании гликогенолиза усиливается гликогенез, а при ингибировании последнего усиливается гликогенолиз. Важное значение для регуляции метаболизма гликогена имеет то обстоятельство, что дефосфорилирование фосфорилазы а, киназы фосфорилазы и гликогенсин- [c.219]

Активность киназы фосфорилазы также регулируется путем ковалентной модификации. Киназа фосфорилазы, подобно фосфорилазе, превращается из формы с низкой активностью в высокоактивную форму в результате фосфорилирования. Фермент, катализирующий эту активацию, является компонентом системы гормон—циклический АМР, которую мы рассмотрим несколько позднее. Киназа фосфорилазы мо- [c.125]

При передаче сигнала через инозитол фосфатную систему (а -рецепторы адреналина) ключевую роль играют комплекс Са-кальмодулин (кальмодулин-4Са ) и кальмодулинзависимые протеинкиназы (см. рис. 7.19). Са-кальмодулин, соединяясь с киназами, активирует их комплекс Са-кальмодулин/протеинкиназа фосфорилирует свой субстрат. В частности, активируется протеинкиназа, фосфорилирующая гликогенсинтазу синтез гликогена прекращается (рис. 9.29). Активируется также киназа фосфорилазы, которая фосфорилирует (активирует) гликогенфосфорилазу начинается распад гликогена. Переключение происходит очень быстро, и гепато-циты начинают выделять глюкозу в кровь через несколько сеьсунд после появления адреналинового сигнала. [c.271]

Теперь мы подошли к регуляторной связи между сАМР и активностью гликоген-фосфорилазы. Недостаюцщм звеном остался только фермент, называемый протеинкиназой, который также существует в активной и неактивной формах. Активная протеинкиназа катализирует фосфорилирование неактивной киназы фосфорилазы посредством АТР с образованием активной фосфорилированной формы в этой реакции донором фосфатных групп служит АТР, а ее активатором-ионы Са [c.790]

К белкам, регулируемым кальмодулином при участии Са (таких белков становится известно все больше), относятся некоторые фосфодиэстеразы циклических нуклеотидов и аденилатциклаза, а также мембранные Са -АТРазы, киназа фосфорилазы и киназа легких цепей миозина мьпиечных и немьпиечных клеток. Типичная животная клетка содержит более 10 молекул кальмодулина, что составляет до 1% суммарного клеточного белка. Некоторое количество кальмодулина связано с митотическим веретеном, пучками актиновых филаментов и промежуточными филаментами толщиной 10 нм таким образом, возможно, что этот белок участвует в регуляции активности структур цитоскелета. [c.276]

Циклоаденозинмонофосфат (сАМР) сам по себе не оказывает прямого действия на киназу фосфорилазы. Этот фермент также существует в активной и менее активной формах (разд. 15.12). Неактивная форма киназы фосфорилазы превращается в активную путем фосфорилирования с помощью АТР. [c.790]

Протеинфосфатаза-1 (ПрФ-1) является не только главной фосфатазой, которая превращает фосфорилазу а в фосфорилазу Ь, но также главным ферментом, который дефосфорилирует р-субъединицу киназы фосфорилазы и гликогенсинтазу [36]. ПрФ-1 катализирует, следовательно, все реакции дефосфорил ирования, которые приводят к ингибированию гликогенолиза и активации синтеза гликогена (рис. 4.11). ПрФ-1 эф- [c.79]

Ферменты из печени и скелетных мышц млекопитающих хорошо изучены. Фосфорилаза мышц представляет собой тетрамер, состоящий из четырех идентичных субъединиц. Каждая такая субъединица содерн ит один остаток серина, связанный сложноэфирной связью с ортофосфатом, а также одну молекулу пиридоксальфосфата (и тот и другой компонент имеют существенное значение для ферментативной активности). Эта активная форма фосфорилазы называется фосфорилазой а. Когда фосфат фосфосери-нов отщепляется под действием специфичного фермента, называемого фосфатазой фосфорилазы, фосфорилаза а распадается на димерные молекулы. Димер называется фосфорилазой Ъ. В этой форме фермент неактивен в условиях, в которых обьгано действует фосфорилаза а. Его активность можно, правда, частично восстановить добавлением 5 -АМФ, но этот эффект не имеет отношения к физиологическому механизму активации фосфорилазы Ь, т. е. к превращению ее в фосфорилазу а. Физиологический механизм активации состоит в фосфорилировании фосфорилазы Ъ четырьмя молекулами АТФ в присутствии специфичного фермента — киназы фосфорилазы. Этот фермент в свою очередь существует как в активной, так и в неактивной [c.284]

Описаны гликогенозы, связанные с недостаточностью фосфорилазы в печени (гликогеноз VI типа), недостаточностью фосфофруктокиназы в мышцах и эритроцитах (гликогенез VII типа болезнь Таруи), а также гликогеноз, обусловленный недостаточностью киназы фосфорилазы. Сообщалось также о случаях недостаточности аденилаткичазы и сАМР-зависимой протеинкиназы. [c.195]

Сборка тубулина ингибируется ионами кальция при участии кальмодулина. Далее, кальмодулин играет специфическую роль при регуляции секреции нейромедиатора из нервного окончания— это также Са2+-зависимый процесс (гл. 8). Очень высокая концентрация кальмодулина в мозге (10 мкмоль/л), а также необычно высокая консервативность аминокислотной последовательности при эволюции указывают на значимость этого белка. Кроме участия в функционировании нейронов, кальмодулин работает как медиатор кальциевой регуляции аденилатциклазы, фосфодиэстеразы, фосфорилазы, киназы и фосфорилирования многочисленных мембранных белков. [c.314]

Протеинкиназы связывают сАМР и GMP с клеточным метаболизмом. Эти киназы катализируют перенос у-фосфата АТР к гидроксидным группам серина или треонина разнообразных акцепторных белков, включающих гликогенсинтазу (разд. 15.3.8), киназу фосфорилазы Ь (разд. 15.3.8), рибосомные белки (гл. 26), гистоны (гл. 26), а также мембранные белки субклеточных органелл, таких, как митохондрии (гл. 12). Изменение активности ферментов в результате фосфорилирования в действительности и есть тот метаболический процесс регуляции, который осуществляется по сигналу, полученному после связывания регуляторного агента с мембранными рецепторами. Неферментные субстраты протеинкиназ, например рибосомные белки и гистоны, могут проявлять свое влияние посредством других механизмов, а именно через реакции, воздействующие на скорости синтеза специфических белков (гл. 25 и 41). [c.366]

Кальмодулин активирует также протеинфосфатазу (2В), фермент, широко распространенный в тканях млекопитающих особенно велика его концентрация в мозге и скелетной мышце [36, 39]. Протеинфосфатаза (2В) состоит из двух субъединиц, А и В. Кальмодулин связывается с каталитической А-субъединицей В-субъединица по своей структуре и способности связывать ионы Сд + напоминает кальмодулин и TN- . Следовательно, этот фермент, так же как и киназа фосфорилазы (разд. 4.4), регулируется двумя разными, но структурно сходными Са2+-связывающими белками. Физиологическая роль кальмодулин-зависимой протеинфосфатазы в настоящее время не вполне ясна. Возможно, вместе с кальмодулин-зависимой сАМР-фосфодиэстеразой (табл. 4.2) они ослабляют сигнал сАМР по отношению к сигналу Са +. В скелетной мышце это фосфатаза для а-субъединицы киназы фосфорилазы и ингибитора-1 наиболее активна (разд. 4.6) [36], однако неизвестно, являются ли указанные белки физиологическими субстратами. [c.97]

В скелетной мускулатуре фосфорилаза находится в двух формах Ь и а. Активность фосфорилазы Ь можно определить только в присутствии АМФ фосфорилаза а активна в отсутствие АМФ. Для обеих форм фермента АМФ является положительным аллостерическим эффектором. Молекула фосфорилазы Ь представляет собой димер, фосфорилазы а — тетрамер. Молекулярная масса субъединицы фермента равна 97 400 Да. Обе формы фермента могут находиться в состоянии равновесия между димерными и тетрамерпыми молекулами. На переход димеров в тетрамеры и обратно оказывают влияние компоненты ферментативной реакции, активаторы, ингибиторы, а также pH, ионная сила раствора, температура и др. Наиболее активными являются димеры обеих форм. Взаимопревращение фосфорилазы Ь и фосфорилазы а осуществляется ферментативно с помощью киназы фосфорила- [c.219]

На примере киназы фосфорилазы мы видим, что протеинкиназы опосредованно, через изменение структуры субстрата, могут влиять на активность фосфатаз. Отметим, что циклические нуклеотиды также могут опосредованно влиять на активность фосфопротеинфосфатаз. Так, например, цАМФ ускоряет дефосфорнлиро-вание регуляторной субъединицы цАМФ-зависимой протеинкиназы, При этом действие цАМФ осуществляется не на фосфатазу, а на саму регуляторную субъединицу протеинкиназы присоединяясь к ней и изменяя ее конформацию, нуклеотид делает ее хорошим субстратом фосфопротеинфосфатаз. [c.199]

Данный фермент гидролизует также фосфорильную группу активной формы киназы фосфорилазы, вызывая ее инакти- [c.127]

Обычно активные центры ферментов включают части всех структурных доменов глобулярного белка. Активные центры всех известных мультидоменных белков (табл. 5.2) расположены между доменами (рис. 4.1). Эти домены определяются не только как глобулярные области, разделенные полостью активного центра, но имеют и другое характерное для доменов свойство — они связаны между собой только одной пептидной цепью (табл. 5.2). Субстраты и кофакторы обычно присоединяются к разным доменам. В случае NAD связывающий кофактор домен всегда имеет ту же самую с довольно развитой открытой поверхностью топологию н NAD присоединяется в эквивалентных положениях (рис. 5.17, б), что является результатом эволюции [254, 255]. Кроме того, этот домен обнаружен на N-конце трех дегидрогеназ и одной киназы [230— 233, 235], а также на С-концевой половине четвертой дегидрогеназы [234] и в средней части фосфорилазы [236], что указывает на возможность дупликации соответствующего гена и его переноса в другое место генома. Все эти факты, включение в активный центр частей различных доменов, наличие кофакторепецифичных доменов и возможность переноса домена дают основание предположить, что ферменты конструируются с использованием модульной системы кофактор и субстратспецифичные домены, необходимые для обеспечения заданной функции, отбираются и объединяются в одной цепи глобулярного белка [124, 256]. [c.117]

Несмотря на эти трудности, имеющиеся надежные данные позволяют с уверенностью сделать несколько общих выводов о потребности в ионах металлов. Двухзарядные ионы необходимы для всех киназ и синтетаз. Фосфатазы обычно также нуждаются в катионах, хотя известны и исключения, например неспецифическая кислая фосфатаза. Для фосфоглюкомутазы ион Mg + необходим, а для похожей на нее фосфоглицератмутазы нет [24]. Потребность в двухзарядном катионе характерна для нуклеаз механизм действия которых не включает образование на первой стадии циклического нуклеотида [25]. Фосфорилазы, расщепляющие связь С—О, не зависят от двухзарядных ионов, а расщепляющие связь Р—О зависят, примером чему служит фосфоролиз полинуклеотидов. Кроме того, ионы двухвалентных металлов обычно, но не всегда необходимы для ферментов, переносящих фосфат в том случае, если катализируется расщепление связи Р—О. Эти выводы суммированы в табл. 17.2. [c.635]

Трансферазы. Это ферменты переноса многоатомных групп как единого целого. Название молекулы-донора и акцептора указывается в наименовании фермента, а шифр определяет только природу транспортируемой группы. Кроме собственно трансфераз различного типа, к этому классу относятся также фосфорилазы, пирофосфорилазы, киназы. Трансферазы осуществляют, например, переносы метильных, альдегидных или кетонных, ацильных, алкильных и гликозильных [c.56]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология