Д.Г. Кнорре, С.Д. Мызина - Биологическая химия (1128707), страница 56
Текст из файла (страница 56)
1!ереходя к обозначениям, принятым в шшимоло- гии; Š— фермент, 6 — субстрат (первый лпганд), Ь вЂ” зффсктор (второй лиганд); — константа диссоциации комплекса Е5, ХЬ вЂ” константа диссоцнацни комнлексв ЕЬ, получаем где в, ! — концентрации субстрата Я и второго лиганда 1,. Анализ этого выражения показывает, что если одновременно выполняются неравенства Д7 < 1 и 7 < 1, то при любых концонтрациях субстрата Ь функционирует как ингибитор.
Если же неравенства имеют обратный знак, т.е. !77 > 1, 7 > 1, то Ь функционирует как активатор. В случае конкурентного ингибировання выражение для скорости ферментативной реакции можно получить, преобразуя аналогичным образом выражение Такое же выражение получается в квазцстаццопариом приближении, с той лишь разницей, что вместо константы диссоцнашш Х, в цгм стоит константа Михаэлиса Хи. Согласно этому выражению увеличение концепт!ниии1 субстрата приводит в конечном итоге к тому же зиачеишо максимальной скорости, что и в отсутствие ингибитора, однако для этого требуется более высокая концентрация субстрата. В частности, скорость, равная половине от максимальной, достигается при концентрации субстрата, равной Км(1 + !/Х ). Линейные апаморфозы (6.10) и (6.11) нринил~ают вид Поэтому данные экспериментов но зависимости н — в нри нескольких различных концентрациях ингибцтор» в координатах 1/о — !/в доля'ны пзобрюкаться прямыми линиями, пересекающпмнся на осн ординат.
То же доля.но иметь место ц в координатах н — о/в. На рис. 66 представлена завш имость е — в для катализнруемого карбоксинентидазой Л гпдролиза ккрбобецзнлоксиглицикфгнплаланина без ингибитора н в присутствии двух конкурентных ингибнто!зон — фецплуксусной и фенилпропионовой кислот в, координатах 1/~ 1/в. Все трн прямые пересекаются в одной точке иа оси ординат. Выражение для активации фсрмента кофаьтором моя,ио излучить из (6.17), полагая, что реакция нршкходот только в комплексе ЕЕЬ, т.с отбрасывая в чис- 7в з!/(К К ) " = "нат1а! литсле первый член, соответствующий превращению в отсутствие лпгшща 1,, Если прн этом кофактор па оказывает влияния на с1юдстно субстрата к ферменту, т.е.
/! = 1, то кинетическое уравнение »»мест в»»д Рассмотренные типы ингибиторов — конкурентные и аллостерические — действуют обратимо. Удаление их из системы полностью восстанавливает каталитичеекую активность фермента. Наряду с зтнм найдены в м»ивой природе и получены путем химического синтеза многочисленные соединения, которые прп контакте с ферментом приводят к необратимой ипактпвацпн. Как правило, зто происходит в результате химической реакции такого ипгпбптора с каким-либо существенным для проявления каталитичесной актив»»ас7и участком фермента. Этот тип ингнбирования рассматривается в Х 7.17. Кват»сЕ»» !/(1 + К8/в)(1 + Л'„/!) (6 21) "'нят и= 1+ — 1 + — „.
В координатах 1/и-1/э зависимость скорости ат концентрации субстрнта прн разных концентрациях ингибитора Ь имеет впд прямых лпппй, пересекающихся иа оси абсцисс, поскольку / 1 + —. ! вн а т 'сЕ!» ! + —. ! А' Л»»г»т(»')» в (6,23) В координатах и-и/з эти же зависимости представляют собой серию параллель иых прямых линий: Лн а» (Я», ~и1 !+в К (6,24) Дня аллостерического ингибирования '/е ы""г«г» и анлостерической активации ФеРмента, Рнг, 6»6.:1н~«гимн»т», гларогтн гнл!н»лн»а состоящего пз одной субъедин»щы или ьнрб«б«нз«»олг»»гчнп»»л~!и ннлнлннннн двух»»езкв»»нане»»т»»ых еубъедипиц с »»»»э»» штка«м ларбо» гнп«птнлнзы нт «»»н»»«нт»ж»»п~» ггбгтрнт»: разпесепнылш по ним цептрамп связыва- ния субстрата и зффектора, следует '»»~нг»н»»«»»'с '- ь нн«»у«ге»»»» о,оащ ма»ь/» ф«н»» пм гс»»с»» ннс»»етй з — а „пользоватьсл общим выражением (6.17).
гу»'ты»н о»юз ма»ь/л феннллрапноноаой Среди получаемых зависимостей прпплто ».с»»»м»»»итак 1 1/г !нс аниным ш,»делят», особо»»роден»,»»ый слу»а»», »»рн Ннгфл»«нн н»»г«ннт»1 котором зф»(»акта!» (пн» пбнтор) по влияет иа сродство субстрата к ферменту, по полностью выключает истинный центр. В этом случае между субстратом и пнгнбптором пет конкуренции и этот тин торможения ферментатнвпой реакции пазывюот г»еконкургитиы.и иишбирооаииеж, Кинетическое уравнение для этого случая получают пз об»цего вырюкеппя (6.17) в предположении, что /) = 1, у = 0 и имеет внд 6.4. РИВОЗИМЫ В начале 80-х годов произошло одно из наиболее неожиданных событий в развитии биохимии — было найдено, что в природе существуют катализаторы, лишенные белка и состоящие только пз РНК. Это открытие первоначально было связано с изучением сплайсинга зукарнотпческих !'!ХК. Многие гены эукарпот имеют мозаичную структуру (см.
! 5.5) с чередующимися последовательностями экзонов, которые должны войти в нонечную структуру програмьп»руемой РНК, и ннтронов, которые должны быть удалены в процессе созревания РНК. По аналогии с другими видами процессинга РНК первоначально считалось, что существуют специальные ферменты, катализирующие сплайспнг. Однако в ряде случаев интенсивные панскп соответствующих белков успехом ке увепчнлпсь. Оказалось, чта в этих случаях способность вырезать пнтропы и соединять после этого концы двух соседних экзонов присуща самой РНК.
Впервые этот процесс был изучен на примере предшественника РРНК малой рпбасамнай субъедпппцы у од»»оклс»очного эукариота уе!»аЛунмна !Лег»иор!»»!и. Предшественник состоит из 6400 нуклеотидов, из которых 414 предстнвляют собой пптроп. Исследования показали, что вырезание интрона происходит баз участия какого-либо кнталпзнтора, т.е.
представляет собой самосплайспнг. Формально этот процесс не является каталигнческим, посколысу происходит в ка;ядом предшественнике всего один раз. На происходит он с достаточна большой скоростью и очень селектпвпо, строго по определенным точкам, разделяющнл»»штроп от двух смысловых участков предшественника, Ипымп словами, процесс несет па себе все основные черты Ферментативного процесса. Таким образом родилось представление, что 1'НК-предшественник является ферментом, образованным молекулой РНК.
Далее было установлено большое число аналогичных Фактов и был введен термин рибози«и, т.е. фермент (энзим), построенный из молекулы РНК Процесс, катализируемый рпбозимом этого типа, можно представить в виде следующей брутто-схемы: ,...РХ».»РХ»РУ»РХ» ...
РХ» РХ»»РХ» т ... + 0» ...РХ -»РХ»РХ»»Х» з ... + ('»'1.3) + Ор)'»!»Уз ... РХн, ""е Х вЂ” нуклеозидные остатки, входящие в состав экзопн; \' — остатки в составе "нтронв (номера обозначают поло»кение соответствующего пуклеозпда в цепи); в!- "псла нуклеотпдных остатков в цитроне. Согласна этой схеме, в процессе в качестне кофакторн участвует гуапозпн. На нарвой стадии сплайспнга оп присоединяется»(юсфозс)»»»р»»ой связью к 5'-Фосфа- ту первого нуклеотидного остатка иптрона. Одновременно происходит разры фосфодиэфирной связи между этим фосфатом и 3 '-концом левого экзона: "РХ»!РХ ру!РХ! - РУ„РХ»!РХ»! ...
+ О -а ...РХ,-!РХ, + + ОРУГРУ, ... РуярХн,рХ»в (И.4) Однако левый экзон, даже не будучи связан ковалентно с остальной частью предшественника, остается вблизи этой части и у!гаствует во второй стадии, также представляющей собой реакцию переэтерификации. При этом образуется связь между 3'-концом левого экзона и 5'-концом правого. В итоге ннтрон выщепляется в виде производного, содержащего дополнительный остаток гуано- зина на 5'-конце, согласно уравнению ...РХь,рх;+ РХ»,рхи,.., ...РХь,рХ,РХ,,РХ»,..., 1 Ору!Руг" Руя + Орг!Руг" р! .
(И.5) Второй тип вырезания интронов был обнаружен при изучении сплайсинга митохондриальных пре-мРНК. В этом случае сплайсинг начинается с внутримолекулярной атаки 2 '4)Х-группы одного из внутренних остатков аденозина на 5'- концевой фосфат интрона. Возникает структура, в которой этот внутренний ац~ повии связан тремя фосфодиэфирными связями с участием всех его ОХ-групп с соседями слева и справа н с концевым фосфатом ннтрона.
После этого происходит соединение экзонов и выщепление интрона в виде структуры типа <лассо> (1агхаь) (98); 5' ~2' Г 1 "РХМРХ!РХ!Руз -РА...РУ,„РХ мрХ»г" -а . РХМРХ, + ру!Руа ..РА...РУ,„РХ»НРХ»т., -а 5' -а2' "ь -РХ -!РХ РХ.!РХ»ъ + Р"!Руа РА" Руе (И.б) Эту структуру можно представить в виде О=Р— 0 0 и ! ''' )а 98 Второй источник каталнтически активных РНК вЂ” вироиды и вирусоиды.
И те, и другие являются инфекционными молекулами РНК. Вироиды состоят примерно нз 300 нуклеотидов и поражают некоторые растения. Их РНК не 30 кодирует какие-либо белки, и меха- 60 виэм их патогенного действия еще ()и А. не установлен.
Одно из выдвигаемых СС сц объяснений состоит в том, что они А ВАп образуют дуплексные структуры с определенными функционально 10 г,.! значимыми РНК, парализуя их действие. Вирусоиды также пред- ' П ставляют собой близкие по размеру А к вироидам молекулы РНК, но в б отличие от вироидов они могут 6 Размножаться лишь при одновремен- ! ном заражении клетки вирусом- помощником. Для некоторых нз пих Рнс. 67. Структура типа головки молотка (Аат- ГаеГАеаГ7) для вирусонда, сопутствующего вирубмло установлено, что во время су преходящей полосатости люцерны (гЬТЯЧ— репликации внутри клетки они игаааГГ! а( гАГ !исегаа !Гаппеш Мгеай аегиа) образуют цепи, состоящие из нес Сплошной линией выделена субстратнвпая вольких молекул РНК, и, следова- часть, прерывистой — рибознм.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
