Osnovy_biokhimii_Uayt_tom_1 (1123309), страница 71
Текст из файла (страница 71)
Свободный сАМР, вероятно, имеет короткий период полупревращения, что обьясняется эффективностью действия и высокой активностью САМР-фосфодиэстеразы. Концентрация сАМР в скслетной мышце кролика в состоянии покоя составляет от 0,2 до 0,3 мкмоль/л, т. е. приблизительно столько, сколько требуется для достижения 50!)в максимальной активности сАМР-зависимой протеннкиназы (см. нигке). Таким образом, изменения в концентрации сАМР регулируют активность протеинкиназы, 366 ПЕ МЕТАБОЛИЗМ Протеинкипазы связывают сАМР и сОМР с клеточным метаболизмом.
Эти киназы катализируют перенос у-фосфата АТР к гидроксилным группам серина или треонина разнообразных акцепторных белков, включающих гликогенсинтазу (разл. 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 фосфорплирования в действительности и есть тот метаболический процесс регуляции, который осуществляется по сигналу, полученному после связывания регуляторного агента с мембранпыми рецепторами.
Неферментные субстраты протеинкиназ, например рибосомные белки и гистоны, могут проявлять свое влияние посредством лругих механизмов, а именно через реакции, воздействующие на скорости синтеза специфических белков (гл. 25 и 41). Многие протеинкиназы — зто внутриклеточные ферменты, находящиеся в цитозоле. Однако установлено, что как киназная активность, так и субстрат локализуются на внешней плазматической мембране адипоцитов, фибробластов и трансформированных вирусом клеток млекопитающих. Локализация киназы и ее белкового субстрата в мембране может обеспечить действие механизма фосфорилирования н дефосфорилирования при взаимодействии клетки с ее окружением.
Вспомним, что протеинкиназы являются аллостерическимп ферментами, сопержащими два типа субъединиц — каталнтическую С и регуляторную К (гл. 8). Комплекс СК каталитнчески неактивен. Когда аллостерический молулятор, например сАМР, связывается со специфическим центром на К, зто сопровождается диссоциацией СК и образованием комплекса К вЂ” сАМР и свободной каталптпчески активной субъединицы С. Была проведена полная или частячная очистка сАМР-зависимых протеинкиназ из ряда тканей.
Очищенная протеинкиназа из серпца быка (мол. масса 280000) состоит из каталитических субьеципиц (мол. масса 42000) и регуляторпых субъелиниц (мол. Масса 55000). Нативной формой фермента, по-видимому, является КАСМ Эта киназа катализирует внутримолекулярную реакцию, в которой до 2 молекул Р; переносится па ссрильные остатки в связывающем сАМР белковом (К) димере холофермента. Фосфорилирование К влияет на скорость реассоциации К и С (каталитическая субъедииица киназы, см.
разд. 8.7.2.2). Дефосфо-К реассоциирует в 5 — 8 раз быстрее, чем фосфо-К. Дефосфорилирование К катализируется фосфопротеидфосфатазой, которая действует на фосфорилированный белок, связывающий сАМР (К), но не на фосфорилированный холофермснт. Эти наблюцения говорят о том, что активность определенных протеннкииаз зависит от процессов фосфорилирования и дефосфорнлирования, что составляет важный и.
ОВЩИЕ АСПЕКТЫ МЕТАБОЛИЗМА твт + сАМР З сАМР + ВЕ СЗ ВЕ1сдим)Х + Х С неактивная акиквиаи кккааа кккааа <рооро1кэстсраэв 1 *> 4 р фосчпеткзз хр АТР С А ОП Чжрмент фсрмеиттрг [невктиекыи1 гективкый Фермент) . фосйзетеза "1 Рнс. 11.3. Схематическое нзобрвжение реакций, следуюцгнх за связыванием гормона с клеткой-мишенью. йс — 2Р; — фосфорилироввннви форма регулнторной субъединнцы протеннкиназы, фермент Рс — активный фосфорилнроввнный фермент 1ср. с.
279). регуляторный механизм для ряда ферментов. Некоторые из зтих ферментов обсуждаются в последующих главах. Киназа из скелетной мышцы описывалась ранее (гл. 8). Зависимая от сгзМР протеинкииаза из легких быка была очищена до гомогенности. Поскольку фермент (мол. масса )50000) состоит пз субъедииац одинаковой молекулярной массы, то СОМР- зависимая протеинкиназа должна существенно отличаться от сАМР-зависимых протеинкиназ, состоящих из не сходных между собой сАМР-акцепторных и каталитических киназных субаединиц.
гз большинстве тканей млекопитающих в цитозоле клеток присутствуют две сАМР-зависимые протеинкиназы — изоферменты ти- 3п. метхйолизм 36з па ! и 11. Так, в печени описаны две различные кнназы с одинаковым коэффициентом седимеитации 6,8 Ь, но с неидентичнымн каталитическими субъединицами, которые можно дифференцировать посредством изоэлектрнческого фокусирования. В некоторых тканях, например в мышце кролика, удалось отделить четыре различные сАМР-зависимые протеинкиназы. Два термостабильиых белка, выделенных из сердца собаки, модулируют активность протеинкиназы. Один стимулирует активность сОМР-зависимой протеиикиназы, а другой ингпбирует сАМР- зависимую протеинкииазу. Недавно были описаны дополнительные модуляторы активности этих кяпаз и внутриклеточной концентрации циклических иуклеотидов.
Высокоочищенный термостабильный Са'"-связывающий фосфопротеид из мозга активирует как аденилциклазу, так и циклонуклеотид — фосфодиэстеразу. На рис. 11.3 приведены схемы описанных ранее реакций !равд. 11.2.1), посредством которых внеклеточный сигнал может быть переведен на язык внутриклеточиых процессов путем изменений внутриклеточной !сАМР! и модуляции активности сАМР-зависимых протеинкиназ. Подобный механизм может регулировать внутриклеточную !сОМР1 и активность сОМР-зависимых протеинкиназ.
Циклические нуклеотиды найдены у всех аидов животных, которые подвергались исследованию, в бактериях и других одноклеточных организмах, но не были обнаружены в высших растениях. 1!.3. Основные черты структуры н функции клетки Основываясь на информации, полученной с помощью световой, фазово-контрастной и электронной микроскопии, гистохимических и цитохимических методов, а также при разрушении и разделении клеток па фракции !равд.
11.4.2.2), и сопоставляя ее с результатами физических и химических исследований субклеточных компонентов, удалось достичь более глубокого понимания специфических функций, которые выполняют в жизни клетки субклеточные органеллы. На рнс. 11.4 представлена электронная микрофотография главных органелл гепатоцита крысы. Гепатоцит крысы, достигающий 20 мкм в диаметре, имеет объем цитоплазмы 5000 мкм' и объем ядра '/щ — '/зй объема цито- плазмы. Митохондрии в норме занимают 15 — 20тй объема цито- плазмы, пероксисомы 1 — 2Ъ, лизосомы 0,2 — 0,5тй. Объем эндоплазматической сети !ЭС) нельзя измерить из-за исключительно неправильной формы. Так или иначе, поверхность мембран этой сети может достигать 25000 мкм' для шероховатой ЭС и 15000— 20 ООО мкм' для гладкой ЗС. Каждый гегатоцит содержит ° 1000 — 2000 митохондрий, а также 500 перокснсом и вдвое Рис.
11 4. ! !а этой электронной микрофотографии малаго увеличения показан общий вид крысиного гспатоцита. Прн более сильном увеличении можно наблюдать детали структуры органелл.  — желчный каналец и МК вЂ” микроворсинка на поверхности лакуны. Нскоторыс мккроворспнки вблизи йрт' разрезали так, что они нажутся нс саязаннымн с клеткой. И. — плотные отложении, скопления гранул гликогена. М вЂ” митохондрии, !4 — ядро, !1н — ядрышко, Р— перокснсомы, Е— лизосомы, 6 —.
аппарат Гольджн и Ь вЂ” межклеточное пространство, отделя!ошее эту клетку от соседнего гепатоцита. Š— эндоплазматическая сеть. Х25 000. (Любезно предоставлен д-ром А. Б. Новиковым ) 24 — П 40 зто пь иетлволизя меньше (-250) лизосом. В нем также имеются несколько миллионов рибосом, одна пара центриолей, большое, но точно неизвестное количество микротрубочек и микрофиламентов.
11.3.1. Плазматнческая мембрана Клетка млекопитаю1цего заключена в оболочку — плазматнческую мембрану, которая составляет значнтельную часть ее общей массы и до известной степени определяет ее форму. Мембрана является ие только барьером между клеткой и внешней средой, но представляет собой работающее устройство, обеспечивающее относительное постоянство состава внутриклеточного объема. Наряду с этим плазматическая мембрана содержит специфические рецепторы для внешних возбудителей, присутствием которых могут объясняться такие разнообразные ответы, как ориентированное движение клетки (хелютаксис), стимуляции связанных в мембране ферментов, например вышеописанных циклаз, или генерация сигналов, которые могут быть химическими, например сАМР и сПМР, или электрическими, как в нервах (гл. 37). Плазматическая мембрана также является местом расположения специфических для клетки антигенов (гл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
