Lenindzher Основы биохимии т.2 (1128696), страница 84
Текст из файла (страница 84)
Все они способны ииги- биравать фермент по типу обратной связи. Та- кое действие нескольюш отрипатсльных моду- ляторов называется согласованным ингибира- ванием. Глутамивсинтетаза резко ингибируется также избытком АТР, под алпянием которого она переходит в неактивную форму вследствие ковалентной модификации тех остатков тнро- зина в ес аубьединицах. которые важны для ка- талитической активаости. В животных тканях актлвносп глугамннсннтетазы регулируется гораздо более простым способом.
торых из полуальдегида аспартата образуется гомосерин, а из треонина-а-кетобутират, катализируются двумя изоферментами, также регулируемыми независимо. Один из изоферментов, катализирующих превращение аспартата в аспартилфосфат, может аллостерически ингибироваться двумя различными модуляторами — лизином и изолейцином, лействие которых более чем адаптивно. Это еще один пример согласованного ингибиро наний !равд.
! 7.241. В последовательности реакций, ведущих от аспартата к изолейцину, действуют множественные взаимно перекрывающиеся виды ингибирования по типу обратной связи; изолейцин подавляет превращение треонина в а-кетобутират, а треонин тормозит 1 1 11 11 Аспартялфасфат 1 Палуельлегид 1 1 ,ь аспартвта 1 1 т „l ~н~вч- — — — ! 1 гг 1 1 1 ~»„ 1 „/ Г~ ь»ьь ! 1 1 I 111 111 1 Яетиовж Г 1 1 1 Тренин 1 -+ ' 1 1 а-Кетобутщег 1 1 1 1 1 1 И ей»ж Рнс. 22-!О.
Сложная сеть регуляторньш механизмов, контролируюших у Е. »ай бисаинтез нескольких аминомюлот, образуюшяхся из ас. партата. Прелатавленные здесь различные типы регуляции описаны в тексте. Там же разъяснены и обозначения, приведенные на рисунке. свое собственное образование на трех стадиях, в которых субсгратами служат гомосерин, полуальдегид аспартата и аспартат. Такое ингибирование называют после»!она»деланым ингибированием по типу обратной связи. 22.9.
Биосинтез аминокислот регулируется также путем изменений коннентравни ферментов Еще один механизм регуляции биосинтеза аминокислот основан на контролируемом изменении концепт!жции фер. ментов, участвующих в биосинтезе. Если клетки не нуждаются в той или иной аминокислоте, будучи ею вполне обеспечены. то в них содержится очень мало ферментов, необходимых для ее биосинтеза. Ес- ЧАСТЫ!. БИОЭНЕРГЕТИКА И МЕТАБОЛИЗМ ли же концентрация этой аминокислоты понизится и окажется уже недостаточной, клетки начинают вырабатывать больше таких ферментов.
Регуляция этого типа осуществляется путем изменений в активности генов, кодирующих соответствующие ферменты. Всякий раз, когда продукт данного биосинтетического пути присутствует в достаточной концентрации„гены, кодирующне ферменты этого пути, ннактивируются, нлн репрессируются. Когда же концентрация продукта данной последовательности реакций снижается, эти гены деренресснруюптсл и ферменты начинают вырабатываться в большем количестве.
Дальше мы познакомимся с тем, как синтез ферментов регулируется при помощи механизмов генетической репрессии (гл. 29). На рнс. 22-10 показаны три изофер. мента(они обозначены буквами А, В и С), не имеющие аллостерических модуляторов. Активность этих изоферментов регулируется путем изменения скорости их синтеза в клетке; их называют ренресснруемымп ферментами. Синтез изоферментов А и В репрессируется у Е. сой при наличии достаточного количества метионина. Точно так же и синтез изофермента С репрессируется„ если в среде в достаточном количестве присутствует изолейцнн. Механизм, регулирующий биосинтез аминокислот путем репрессии и дерепрессии (гл.
29), обычно реагирует медленнее, чем механизм аллостерической регуляции. Мы видим, таким образом, что в биосинтезеэтой группы родственных аминокислотдействует сложная сеть различного рода регуляторных механизмов. Быстро растущие бактериальные клетки координируют синтез всех аминокислот в высшей степени эффективно, не уступая в этом смысле компьютеру. 22.10. Глиции иилиетси предшествецнииом порфиринов Аминокислоты-это не только строительные блоки белков. Онн служат также предшественниками многих специализированных биомолекул- различных гормонов, витаминов, коферментов, алка- Ннз ! Глнцпн Сн, Сн, Аргиннн СН, СН, С вЂ” ЙНз СОО нптян Гуавидянаацатат сн, ! СОО Б адпнаэклмптнанлн 5-аденаэилгамоцистеин СОО АТР Крпатвнкиназа АОР О ! О=Р— О Фаафакрпатин Х-.
Щт сн, СОО Рвс. 22-Н. Бвасвлтез кректвттв к фасфакреегкке. Крееткл сбрезуетск вз трех кмвпаквслаг— глппвке. ергвлвве к мегкаввке. Аргквкк служке валерам гуввкдвлавай группы (пакезкпе ле красном фюкей х мегкавпк-даварам метвльлай группы (серый фав(. Этаг метебалическкй путь свидетельствует а разнообразной ралк кмвпаквслаг в «ечестве предшественников лруткх взатсадержвпшх бкамалекул.
ГЛ. 22. БИОСИНТЙЗ АМИНОКИСЛОТ И НУКЛЕОТИДОВ 2 молекулы СОО ! СН, Сне Сукциянл Са А ! С вЂ” 8 — Сол !! О С11к Ну"': у лицин СОЙ СаА-БН СНе СН=СНз С=с о-Амико б-кетоадяпат НС С 1=С21 !! "' ! НзС С С /С вЂ” С СНе 'Нн НН СН вЂ” С вЂ” С с=с — Сн=СН ,Н ! СОО С С ! ! СН„ ! СОО Протоларфнрин 1Х СОО ! СНе ! СН ! С=О ! б-Аминалсвуливат лондов, полимеров клеточной стенки, порфиринов, антибиотиков, пигментов и нейромедиаторов, т.е. веществ, каждое из которых играет какую-нибудь важную биологическую роль. Недостаток места лишает нас возможности рассмотреть здесь многие вторичные биосинтетические пути, ведущие к зтим продуктам.
Однако на двух примерах мы все же считаем необходимым остановиться. Олин из них касается синтеза креатнна, соединения, которое в форме фосфокреатина СОО ! СН, СН, ! С=О ! Нтч Йнт гхиз ООС СНт СОО ! СН СН С вЂ” С !! !! СН Енз 2Ц Порфобилиногеи "1цНз Рис. 22-! 2. Биасинтез пратапарфирина !Х 1паукрирниа, садержащегасл а гемагггабине и миаглабинеу Атомы углерода и азота, проис- тадлщне ю глнцнна, еыделены красным. Ос- тальные ут лералные атомы праислалет нт сук- цинильнай группы сукцинил-СаА. (разд. 14Л5) играет важную роль в биознергетике мышечной н нервной тканей.
В его образовании участвуют три аминокислоты: глицин, аргинин и метионин (рис. 22-1Ц. Второй пример — это биосинтез порфиринов, главным предшественником которых тоже является глицнн. Процесс зтот заслуживает особого внимания в связи с той важной ролью„которую порфириновое ядро играет в гемопротеинах, т.е. в гемоглобине и цитохромах, ЧАСТЬ П. БИОЭНЕРГЕТИКА И МЕТАБОЛИЗМ а также в Мйх "-содержащем производном порфирина — хлорофилле. Порфирины построены нз четырех молекул монопиррольного пронзводного-цорфобнлцногена; путь синтеза порфобилиногена показан на рис. 22-12. Этот путь выяснен главным образом в исследованиях с использованием радиоактивных изотопов. проведенных Давидом Шемином.
На первой стадии глнцин взаимодействует с сукцинил-СоА, что приволит к образованию а-амико-()- нищоадцлцноной кцслонгы, которая затем декарбоксилируется с образованием бамцнолевулнноной кцс.цлпы и двуокиси углерода. Две молекулы б-аминолевулиновой кислоты конденсируются, что приводит к образованию порфобилиногена Нз четырех молекул порфобилнногена в результате ряда сложных ферментатнвных реакций образуетсн нрожнзнпрфгн рцн.
Железо включается в уже готовую структуру про то порфи рина. На рнс. 22-12 показано, какие атомы углерода и азота в молекуле протопорфирина 1Х происходят из глицина. Биосинтез порфиринов регулируется концентрацией того гемопротеина, например гемоглобина, который является его конечным продуктом; этот конечный продукт иш нбирует (по типу обратной связи) одну из первых реакций синтеза порфириноа 22.И. Прн некоторых генетических заболеваниях накапливаются производные порфирипов Генетические лефекты, затрагивающие те нли иные ферменты биосинтетнческого пути, ведугцего от глицина к порфиринам, вызывают накопление специфических предшественников порфиринов в эрнтроцитах,жидкостях тела и в печени.
Эти патологические состояния называются норфггрцллеж Один из типов порфирии, поражающий главным образом эритроциты, проявляется в накоплении уронор4ирнногена 1 — аномального изомера одного из предшественников протопорфирина. Моча при этом бывает красной, зубы при облучении ультрафиоле- том сильно флуоресцируют, а кожа обнаруживает повышенную чувствительность к солнечным лучам. Другой тип порфирии сопровождается накоплением в печени предшественника порфирина- порфобилиногена и нейропсихическими расстройствами. Король Георг Ш, правивший Англией во время войны за независимость в Северной Америке (1776 — 1781), страдал, как полагают, этим типом порфирии.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
