В. Эллиот, Д. Эллиот - Биохимия и молекулярная биология (1128701), страница 15
Текст из файла (страница 15)
опенивая уровень как~новых л~етаболигозв. Достаточно А1'Р или нор" .Поставляется ли никит лимонной кислоты нужное количество ацетон-СоА'! 11рснскаеч ли гликолиз слигиком оыстро или недопустимо медленно". Р!редсгавы е, какои химический хаос игл карги ся, если каж- НтО дый метаболичсскии путь нс бздет ежесекундно подстраиваться к тскугией снтуапии, исходя нз информации, поступанлпсй о~ дрз!их мсгаболических ну~ей или различных участков собсз венного нуги! 1!риьгиип а нос гери Управ. ~ение ме ~ абол измом -. сложный комплексный процесс Чтобы слезить его рассмотрение более лоступным, раглслим лщгсриал на лва об~парных ра гасла. б нашла лггч расскажем о гзнутриклсзочной регуляции, ко горая коор тини руст вза и люле йс г вне метаболич вских пугай и гплсльных их учащков внугри гзьзсльной клс ы ки, чащобы нзбсж пь лефиципз илп перепронзводщва необхолимых веществ.
На ззом уровне ре1 улязорными сигналами служа г сами метаболгп ьь а упраялснис обычно (хотя лалско не вссгла( осугцествляегся посредс твом а ьзгзстерической регуляции В одних случаях при зголз использусгся принцип обратнг й связи, ко~орый, панрил1ср, не позволяет пщколи зу ироизвошп ь больше пиру- (фермеьи, раацспляниций г шкоген) гаиимас~ клн>чсяос место в метаболизмс. ')нерг ия, огбразукзщаяся в процессе гликолиза в вине АТР, необхо,гима лля всех ~ханс(к но особое значение она имеет для мышц. сокращение которых сопровожлается интенсивным погребпением АТР (см. ~лаву 2йй В псчсии расла,г мгик«чена происходит с пелькг подлсрж;пь на должном уровне концепт рацию глюкозга в крови (»(схггнизчы рсгуляпии гликогснйн~сфорилазы.
юпорая является прггл~ерохз «классического» ре~ улягорного фермента. подробно и ~ученгл ( зн> особенно касается фермента и ~ мыщцй В поноещейся мышце она нахолгпся в ниле неактивной фосфорилазы (ч козорая час- ° рост концентрации АМР указывает на увеличение отношения А!3!",АТ!з; ° АМР акпзвирует гликогснфосфорилазу и фосфофрукзгзкиназу; ° ЛМР ин~ ибнруег фрукгозо-!.6-дифосфазазу; ° активация распада гликогсна сопровождается увеличсюзсм уровня фрукзою-6-фосфата; ° фрукзоз---ффоефа акгивируег фосфофрукзгзкиназу-, ° активация фосфофруктокиназы приводит к увеличению концентрации г!зруктозо-1,6-дифосфма; ° фрукзозгз-1,6-лзгфосфа~ активирусз пирувагкиназу.
! !з перечисленного видно, что система аллостерической регуляции ~ликолиза включаез как озрицазельные Гликогеи ЗЗ0рб + АМР— — — — АРР Глкзкозгн 1-фгзсфаз !! ! ~нокозо-6-фгжфат [! Ф !и кто к1 6 фос фа г Прямая аллостерическая ре~ уляция ПДГ: ингнГзирозванис продуктами ~ацетилмроА, МАОН) АТР АОР 0 — Р з ",'згз Регуляция фосфатазы <Саг пзааисззкзая Н,о руват Ацети оА- 5Н + НАО АО' Регуляция протсинкиназы: а ктааци я продукта м и ПД) (ацетззл-СоА, НАОН, АТР), ип!ппп! капо зз~к цза!ами П!О )~гарззм ~ СоА 5Н, )ЗАО') ! ( вооодная жи)зг(ая кислота ( инте г Окисление Малопил СоЛ Лцил ("оА ст ил-('оЛ Ацилкариитнн Би пыт в шжопльмме Нсйтра;и ныс жиры Нейтральные жиры Регуляция метаболизма углеводов и жиров внеклеточными агентами Особую роль среди висклеточных агсп(ов, учаспзунапзл в рег уляции у(лсводно(о и ж«роаого обл(еиа, гп рани (ормоны клюкв(он.
инсулин, адреналнн и норадреналин. Гормоны дейогвуют мы(овснно. вызывая подчас сильный гффскт. Онп помогакп ор(ага ьму прпспособгпься к периодическим чередованиям состояний насыенения и голода (см. с, 84). В целом гормональная регуляция чрезвычайно сложна. ! орыогзы гипофпза, надпочечников, щиговилной желе(ы и др (см. табл. 26.! ) воздейсгвуюг на мстабо- в !ИО мл, или 5 мм Зависимость скорости секреции инсулина 01 кон пан! рации гик козы гиггзсьгегаез си с иг могсзиогй «1зггвгзй, озсгода высо«ая ~увгтвитсзнл~гзсзг, г1твеза на изменения сс содержания. 1лкзкагог«нгийзотив, секр«пиру«пса иода слудо гной железой при снижении концентрации глв>козга в крови Адрсчлз.гин жс вы,Гслясися надпочсчника«ггг в огвсг иа иср"ныи сиги«за Как работают гормоны глюкагон, адреналин и инсулин? ! ор«гоггы представлены вещестггами различной хими чсскои ириро,гы, иосгупакппими в кровь. Они порола В основе современных ирсдсгавлсгсий о природе гормонального огвсга лежит концслчпгя взоричного мессенджера (англ, лиззг:лдсг.
гонсп, посредник, посл«напр Что такое вторичный мессенджер? гормон можно рассмаз ринги ь как первичный мессснджер. связываясь со свсилг клеточным рецептором, он псрсдасз гуморальный сигнал клетке. При зтом измеиясзся уровень вгоричнгио мессснджсра внузриклегочнои молекулы, гггпускакзшсй в клетке ге или иныс химические преврантения в оз нет па связьгваиие гормона с рсисчыором НН, НН, А сеп л и пе РР, Π— СН, Адспп~нн~ры1пкфп~ (АТР~ 1[пк 1и ~ скоп плсп ~п1п З'.и ч пп+~кфл~ 1с ААзР~ Рис.
12.13. Сннзез кикззическозо ЛМР из А1 Р, каз ализирзеиый аленилазциклазой О О О 1~ 0 — Р --0--. Р-- 0 — Р . 0 — Снз 0 0 0 Н ОН ОН Н Н 'з О ОН 0 сАМР-фосфодиэстераза о 0 — Р— 0 — СН2 н н н он он 5 о — сн, н,о ° н н 3 — о он о-р 0 ' Гид~ они л5смин сини, Ансюслинлиии ° (н сф,н (ЛИР~ Пллиичссл и и аисно син- Р лс ионофосФа1 ~с А51Р~ — с'- ..С. Ч что встрагтаннс трагзспогл ного белка завершается уже через 7 лгинут восле связывания инсулина с рецел горолз. После удаления инсулина нроцесс обращается, и через 20 3() минут грансноргные белки выходят из мембраны в низ онлазму.
Механизм ззо!о удив!малько! о явления нова нси гвсстен. Возможно, инсулин стимулирусз движение транспортного белка и встраивание его в мембрану нлн вызывает смещение динамического равновесия между мембранным и цнгоцлазматическим фондами тгого белка.
Облегченная диффузия может лишь выровнять концентрации г~взкозы в крови н клегках. Олнако внутри клеток гнокоза быстро исчсзаск либо превращаясь Получив общие представления о внс клеточной регуляции, мы можем перейти к рассмоз рсникг действия ~ ормонов на отдельные мс|аболнческие пути. Регуляция синтеза и расщепления гликогена внеклеточными агентами Регуляция расщепления гликогена Мы уже нознакомилнсь с ре~ у |яцией гликоз енфосфорилазы г в покоящихся мышцах и в печени. в основе которой лежит акги нация фермента под действием ЛМР.
огга регуляция огжсцечиваег постоянный контроль уровня глнгкозы на фоне стабильного режима ес расходования. нзжно иметь про запас большое количесзво 1оилива. '1зу за ищу рсшасг мпювсниая активапия гликогснфосфориши ~ы А зреначнпз ~акжс сгпмуширует высвобождение ~люкона из печени в кровь Его пель быстро снабдить мышцы топливом а.зкстрсмальной ситуации. 11 щось эффеьч адреналииа обусловлен быстрым фосфорилироваиисм г,щкогснфосфорилазы :!юбопьп.но. что в картофельных клубнях гоже сеть фосфорилаза, расщеш1якищая крахмщь 1.'телень гомо:югии растительной и мышечной фосфоргзлазы очень высока.
их аминокислозныс последовательности наполовину иден гимны. '! ем ис менее картофельная фос- Агпивация иод действием сЛМР киназы фосфорилазы, осуществляющей фосфорилированис пикогенфосфори:ины, нс является прямой. сЛМР сначала акчивируе~ протеинкииазу Л (1!КЛ; А — о1 сАМР), козорая, в свою очередь, фосфори.шррсг киназу фосфорилазы, переводя сс в ак1 нанос соса оя лис. А та уже фосфорили руст глико- ~ с и фосфор ила ау А 11олиая посл едовщсльносз ь собы г ий, рззворачивающыхся после контал1а клсгки с гормоном, представлена на схеме: Гормон ~ь1а кан и н а щена ~нн а ос ~сна. аарона|ни а мныча ~ , ф обе юи ~ дело и с образованием нсюжозозбфосфаза в хозе 1снсрации знергии в мыццгах.
Где ювагсльно. слабый с~пнин свягыванис ~ормгн ях с рецсцюром должен бьць )силен ло такой стечзеяи, побы вовлечь в ответ максимально возможное чнсю цспоанигелсй команды молекул фермента. Таким сбзргг~охн рассмотренная выше схема ссзь нс что шгое. гак мошнг й регуляторный каскад Предположим. ! молекула мгрмона акзивируст ! мол«кулу адснилаганклазы, кгпоргзя об)газуез )ОО молекул сАЛ1Р в минузуз ')нз уже стгзкразное усиление ):ели каждая молску:ш сАз)Р акзивирусз ! молекулу црозеш~киназы А, козорая г ~ахои жс ц)зон гвгцзи1сльносз ью фосфори шруст лина- клез ках присутсз аует белок„ког орый назыввн1 г и ьц ибиз ором фосфата зы !.
Он фосфорилирус гся той жс салзой протеинкиназой А, что и киназа фосфорилазы. и ингибнрусз фосфагазу Такил1 образом, в конечном инне сАЧР не только нвключает ру билышкгь по и нс даст с| о сразу «выключигы . Г!Ри нормальнол1 мышечном сокрщцснии П с. в ситуации, нс требующей участия сА."з)Р в регуляции) киназа фосфорилазы аллосшричсски активируется ионами Саз', концентрация которых при сокращении мьшш в гпвсг на сигнал ог двигательного нерва резко возрнстаез (см ~лаву "8). Поскольку закал акгивацня киназы фосфорнлазы никак не связана с фосфорилированием.
акнавирунн (часгично) киназу фосфорилазы 7. Б результате происходит частичная активация фосфорилазы. !З отличие от сАМР-индуциронанной акгивашш киназы фосфорилазы. активация !'аз' не сопряжена с ее фосфорплированием. б. !!ревращенис акзивной фосфорилгыы а обратно в неаьчзгвзгукз форму й квгазггззирует фермент прозсинфосфатаза!. Его активность регулирует ингибитор протсинфосфата гы ! — белок, который проявляет свои ингибирующие свойства только после гого. как будез фосфорилирован. 9то фосфорилирование осуществляется той же самой сАМР-стиьзулгзруемой прогеннкиназой. которая фосфорилируез киназу фосфорилазы !г.
Таким ~ ~ротсчзнкингьзо!! А, но в тгом случае фосфорилирование инакигвирусз фермент Рег уляторный каскад активации гликогснсинзазы короче, по вполне понятно, поскольку синтез гликозена проходит в более спокойных длл орг анизма условиях, чем сг о расщепление в >кстремщзьных си гу;щиях Гормон Иль нагон или алреназин к печени, алреналин а иышиам ! ормогиреиепториыл комплекс Ль пищик а гснгьа~цггьлнг~ы с ! ликолиз вы~ ~к~ ~с1з Пир)ват Гликозенфосфорилаза |з (неактивнав) Р; сАМР ----- — 1 о)МР-стимулируемая,л прслеинкиназа А, ю си акр\'кзщая белок юггибизор фосфатазы Гликогенфосфорилаза а (активиав) Глюкоза в крови !'люконеогеиез включен ! Печень (глюкагон, адревалин) ! ликоген ! Гликогенолиз включен Глюкозо-б-фосфат Как сАМР регулирует активность фосфофруктокиназы? Оггл регуляторный механизм хорошо известен лля печени, и в ием нс так уж зрудно разггглрагься.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
