Osnovy_biokhimii_Nelson_i_Kokh_tom_1 (1123313), страница 105
Текст из файла (страница 105)
- 2МтР Он --= Он «Р' «Р) Гл юкгккн . '~М111! I«'«". Т' 6-фосфат — — — -э ® Я9 е — —— АТР ---э ® — — ®Е--- АМР— — — э ®, ®+--- / .-' "ГутгЙКЛ Цтосцюрнлаза б <1)осфорнлааа а 65 Регуляторные ферменты [327] йШ 1»азсйпкипатз Н Кшшзз [1-зд1»с~ц ргтт и т кш о репы~ тора Р:ыош янкн кала 1(таама янгу?птиошя о рецептора Кпзхтз 1к исп то13з яцяс1»мз, плюет~ фак пт1ш роша(ЕГН ) Источник: Ртппа, ЕА. о Коггепс, М.Н. (1996) Нож до ртосе(п Ь1пазез тесокшге гйс1г »айытасез? Вюсл!ль В!ор?туз. Асот 1314, 191 225; Кешр, В.Е. В !теагвоп, К.В. (1990) Ргоссш гаазе тесоятисюп зсццепсе пюйбь ТтетиЬ Вюсйеиь 5а. 15, 342 — 346; Кенией у, Р]. о КгеЬз, ЕУВт. (1991) Сопзсттзпз зецпепсе» аз зпЬяттасс зрес16с11у т)есетш1ттапсз 1ог ргосе1п Ь1ттаятз аш1 ргосе1п рйтнрЬасшек !.
Вто!. Сйеяь 266, 15555- 15556. *Латинскими буквами обозначены остатки, выведенные из нуклеотидной последопатсльноспс а курсняои — реальные амииокистотные остатки п последоиатеяьностяк известных субстратоа. Остатки Вег (5), ТЬг (Т) и Тут ( т'), полаергаюшнеся фскфорили1юванию, выделены красным цветом (однобукаенную номенклатуру аминокислот см. а табл. 3-1). х означает любую аминокислоту, В любую гидрофобную аминокислоту, Вр, Тр и Ур — уже фосфорилироаанцые остатки Вет, ТЬг и Тут соответственно. " Наилучшая мишень содержит дяа аминокислотных остатка, разлеляюшие фосфорилированный остаток и ключевой остаток Вег/ТЬг. Участки с одним или тремя иняертироаанныии асс»ткал~и узнаются хуже.
91»ттсяякяназа 11,»тнмнкпттзза А 111»ясицклнз:ш Г 111»пт кньшназ С 11!в н ~цткнпаза В Гзт ?кз.плкшутипчишаза 1 1 а.' кктьмодкттпокцнтстя 11 1Ь~язза зттко11 цлпт мнозгиш (ел*'шкп» вьюги) Ьйтцтоз фоо[»грилизы Ь 1тыузирм м ш шк к к ияшым < ш ца кги кшаж ЕКК Кякитн —. аанстышя нроп:пикин,т.а (сф 2) Гыл ншшяазз 1 некоторых протеинкииаз, является близость других фосфорилированных остатков. Регуляция фосфорилированием часто довольно сложна. Некоторые белки имеют коисенсусные последовательности, узнаваемые несколькими разными протеинкииазами, каждая из которых может фосфорилировать белок и менять его ферментативцую активность. В других случаях фосфорилирование представляет собой иерархический процесс: определенный остаток может фосфорилироваться только в том случае, если соседний остаток уже фосфорилироваи. Например, гликогенсинтаза, катализирующая коиден- Кояссясуспая посл»докатя»»кость я фттсфортьтяаоааю3ый остаток -»-К.[КК]-х-[ВТ]-В- -х-К-[КК]-х-[5 Г]-х- -]КЦ(2)-х [~"Г]-11-[КК](2)- -х-К-х-[ВТ]-х-К-В-х-К-х(2)-[ВТ]-х(3)-В- -В-х-[КК]-х(2)-[ВТ]-х(2) -К(2)-К-х(2)-5-х-В(2)- -К-К-К-Я-1-5- 1'-К-Р-х-[ВТ]-Р(2)- -х-[5Т]-Р-х-[КК[- -[ВрТр]-х(2)-[ВТ]-В-'* -х-[5Т]-х(2)-[Е()]-х-] И:.
[(л)-[,'~" Г [-х(3)- -х(2Н»Г ]-(ЕК )- -к-1:(3)-1 -64(1) К(?)-В.Я- С-В )'-М-ТМ-Я-!. Н-К(3) ! -!ЯЛ -1» С-!1-1.6Х-М.1(- с-Р 1чС-В- сацию мономериых глюкозиых звеньев с образованием гликогена (гл. 15), инактивируется при фосфорилироваиии специфических остатков Яег, а также ее активность модулируется действием по крайней мере четырех других протеинкиназ, фосфорилирующих четыре других участка фермента (рис. 6-37). Данный фермент не является субстратом для киназы гликогенсиитазы 3, пока один участок ие будет фосфорилирован казеинкиназой П. Присоединение фосфатных групп в разных участках в разной степени иигибирует гликогенсиитазу, причем в некоторых случаях фосфорилирование оказывает кумулятивное (3281 Часть 1. 6. Ферменты 3 1 Г 1 Г 1 АВС4 6АВ Участки фосфорилиро- аапиа в молекуле 2 гликогеасингааы НэГЧ Ш 111аго шизою;ю Л 11ооггаоюоима С 1Л, 1п,з 4 1Л.
10, 2 11оо.*оаогоогааа С 1Л Са:ь,о,'~,молу аао калача Кооааа ф~ ~ форо гьо Ь Каж.ввмоаью 1 Каа'во| ! оам 4 11 Ковала г.алто ой~аошла 3 Кто ю:ю со1~ 01юччо1гаам 4 11ч исмаа З аом ага о :1Л, ЗВ,.'1С Сжооаь 6 чаггок ооаегаааоаа Каната ' фогфороаа1аюаооа . фермента действие. Подобное множественное фосфорилированис служит для чрезвычайно тонкой регуляции ферментативной активности. Для эффективности данного механизма регулирования фосфорилирование должно быть обратимым. Обычно фосфатпые группы присоединяются и удаляются разными ферментами, следовательно, эти процессы могут регулироваться раздельно. В клетках содержится семейство фосфопротеинфосфатаз, гидролизующих эфиры 1ОР— Бег, (Р) — ТЬг и (Р~ — Туг с высвобождением неорганического фосфата.
Известные на настоящий момент фосфопротеинфосфатазы действуют не на все фосфопротеипы, однако они обладают меньшей субстратной специфичностью, чем протеинкиназы. Некоторые ферменты и другие белки регулируются путем протеолитического расщепления предшественника Некоторые ферменты переходят в активную форму после расщепления неактивного предшественника, называемого эимогеиом. В частности, таким образом регулируются многие протеолитические ферменты (протеазы) желудка и под- Рис.
6-37. Множественное фосфорилироввние. Фермент гликогеисинтаза имеет по меньшей иере девять отдельных участков фосфорилироваиия клеточными протеиикиназами в пяти обозначенных на схеме областях молекулы. таким образом, регуляция данного фермента происходит ие по принципу включения/выключения активности, а путеи гораздо более тонкой модуляции в ответ на различные сигналы.
желудочной железы. Химотрипсин и трипсин исходно синтезируются в виде химотрипсиногена и трипсиногена (рис. 6-38). Специфическое расщепление вызывает конформационныс изменения, в результате которых активный центр этих ферментов становится доступен. Поскольку данный тип активации является необратимым, то для инактивации подобных ферментов должны существовать другие механизмы. Инактивация протеаз происходит под действием ингибирующих белков, которые очень прочно связываются в активном центре. Например, панкреатический ингибитор тринсина (М„= 6000) связывается с трипсином и ипгибирует его; аг антипротеиназа(М„= 53 000) впервуюочередьиигибирует эластазу нейтрофилов (нейтрофилы— это один из типов лейкоцитов или белых клеенок крови; эластаза расщепляет эластин, входящий в состав некоторых соединительных тканей).
Недостаточность а,-аитипротеиназы, которая встречается у курилыциков, может приводить к повреждениям легких, в том числе эмфиземе. Протеазы — это не единственные белки, активирующиеся в результате протсолиза. Однако в других случаях белки-предшественники называют не зимогенами, а проферментвми, или пробелками. Например, коллаген, входящий в состав [330[ Часть 1.
6. Ферменты ление аллостеричсских ферментов отражает кооперативный характер взаимодействия между субъединицами. ° Действие других регуляторных ферментов регулируется путем ковалснтной модификации специфических функциональных групп, необходимых для катализа. Одним из наиболее распространенных способов регуляции фермснтативной активности является фосфорилировапие аминокислотпых остатков. ° Многие протсолитические ферменты исходно синтезируются как неактивные предшественники (зимогсны), акгивируемые отщсплением небольшого пептидпого фрагмента.
° Ферменты, действующие па пересечениях важных метаболических путей, могут регулироваться путем сложной комбинации воздействий, что позволяет координировать активность этих метаболических путей. Ключевые термины Термины, выделенные жирньси шрифтом, обьясня- юглся в ююссарии. (с участием не монсе восьми модуляторов); кроме того, действие фермента регулируется связыванием с другими регуляторными белками (на этом механизме мы остановимся подробно при обсуждении регуляции отдельных мстаболических путей).
В чем преимущество столь сложной регуляции ферментативной активности? Начиная данную главу, мы подчеркивали центральную роль катализа для самого сушсствования жизни. Контроль этого катализа также имеет жизненно важное значение. Если бы все возможные реакции в клетке протекали одновременно, то макромолекулы и метаболиты быстро бы распались на гораздо более простые химические компоненты. Но этого не происходит, поскольку клетки катализируют только те реакции, в которых нуждаются в текущий момент.
При обилии химических ресурсов клетки синтезируют и накапливают глюкозу и другие метаболиты. При истощении ресурсов клетки начинают использовать свои запасы в качестве топлива, необходимого для метаболизма. Химическая энергия расходуется экономно, распределяясь по различным мстаболическим путям в соответствии с текущими нуждами. Начичис мощных катализаторов, специфичных для каждой отдельной реакции, позволяет осушествлять зту речуляцию.
Все это вместе создает сложный, тонко регулируемый комплекс, который мы называем жизнью. Краткое содержание раздела 6.5 РЕГУЛЯТОРНЫЕ ФЕРМЕНТЫ ° Активность метаболических путей в клетке регулируется путем контроля активности определенных ферментов. ° Прн ингибировании по принципу обратной связи конечный продукт метаболического пути ингибирует первый фермент„действующий на данном пути. ° Активностьаллостерическихферментов контролируется путем обратиь1ого связывания специфических модуляторов в регуляторном центре.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
