1625912814-86e4cf3c2f3a4758cc82c296d453744e (800503), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Таким образом,пируваткарбоксилазаиграеткритическуюрольванаплеротической реакции ЦТК.124Некоторые регуляторные ферменты контролируются с помощьюковалентной модификации. Ниже приведены примеры наиболеечасто встречающейся обратимой ковалентной модификации белков:ФосфорилированиеOHSerSerOАденилированиеOHTyrATPATPADPPPPO3 2 -TyrOМетилированиеGluCOOR-~~ CH3RiOAMPGluCOCH3Фосфорилированиерегулируетактивностьгликогенфосфорилазы и гликоген синтазы, что подробно будет рассмотренониже. Присоединение АМР к тирозину ингибирует глутаминсинтетазу.
Метилирование кислых протеаз инактивируетферменты. Эти ковалентные модификации катализируютсяособыми ферментами. Ковалентная модификация ключевыхферментов метаболизма – заключительная стадия каскада реакций,усиливающего сигнал. Благодаря этому метаболический путь можетбыстро включаться и выключаться под действием очень слабыхсигналов, как это будет показано на примере стимулирующеговлияния адреналина на расщепление гликогена.Наглядным примером координированного контроля сложныхметаболических путей с участием гормона, универсальногорегулятора(сАМР),несколькихферментов,ковалентноймодификации ключевого фермента является регуляция обменагликогена – синтеза и распада гликогена в печени.Реакция расщепления записывается в видеГликогенn + Pi → Глюкозо-1-фосфат + Гликогенn-1,а синтеза в виде125Гликогенn-1 + UDP -Глюкоза → Гликогенn + UDP.Первую реакцию катализирует гликоген фосфорилаза, а вторую– гликоген синтаза.
Фосфорилаза скелетных мышц существует вдвух взаимопревращающихся формах: активная фосфорилаза а инеактивная фосфорилаза b. Фосфорилаза b превращается вфосфорилазу а фосфорилированием Ser. Эта ковалентнаямодификация катализируется специфическим ферментом – киназойфосфорилазы,котораятакжеактивируетсяпутемфосфорилирования.Протеинкиназа,катализирующаяэтуактивацию, является компонентом системы гормон•цикло-АМР(сАМР), которая будет рассмотрена ниже.Фосфорилирование синтазы и фосфорилазы гликогенарегулируется каскадом реакций, приведенных ниже:Распад гликогенаСинтез гликогенаАдреналинАдреналинАденилатциклазаАТРАденилатциклазаАденилатциклазаАТРЦиклический АМРПротеинкиназаКиназафосфорилазыЦиклический АМРПротеинкиназаПротеинкиназаКиназафосфорилазыФосфорилаза bАденилатциклазаФосфорилаза a126Гликогенсинтаза aПротеинкиназаГликогенсинтаза bГликоген синтаза инактивируется при фосфорилированииспецифического остатка Ser.
Другими словами, фосфорилированиеоказывает противоположно направленное действие на активностигликоген-синтазы и гликоген-фосфорилазы.Рассмотрим, как запускается этот каскад гормоном (см. схемуниже). Адреналин связывается с плазматической мембраноймышечнойклеткииактивируетаденилатциклазу,катализирующую в мембране образование сАМР из АТР. сАМРаллостерически активирует протеинкиназу, которая затемфосфорилирует киназу фосфорилазы и гликоген синтазу.Фосфорилированиеобоихферментовлежитвосновекоординированной регуляции синтеза и расщепления гликогена. Оноприводит» к «включению» фосфорилазы и «выключению» гликогенсинтазы.ПЛАЗМАТИЧЕСКАЯМЕМБРАНАрецептораденилатциклазаГОРМОНсАМРфосфодиэстеразаАТР АМР + РРіКроме рассмотренного регулятора сАМР, другие аденилаты –АМР, ADP и АТР, относятся к регуляторам биологических систем.Для протекания многих реакций, катализируемых ферментами,наиболее важными факторами является общее количествоаденилатов и их соотношение.
АМР, как и ADP в некоторых127случаях, функционирует как положительный эффектор, стимулируяактивность ферментов. Он является ключевым универсальнымрегулятором биоэнергетических процессов организма. АТР, какправило, ингибирует те же реакции, как это показано для гликолизаи ЦТК на схеме выше.Регуляцию на уровне всего организма осуществляют двесистемы:нервнаяигормональная.Специальныедифференцированные клетки и структуры несут контрольныефункции – это нервные клетки и эндокринные железы.Нервная регуляция адресуется определенному рецептору ипротекает очень быстро, однако она не может контролировать всеклетки организма.
Молекулярной основой этого типа регуляцииявляется регуляция изменением концентрации ионов внутри иснаружи нервных клеток, нейронов, которые собственно ипередают нервный импульс. Импульс передается к другой клетке спомощью нейромедиаторов, например ацетилхолина.Гормоны являются молекулярной основой гормональнойрегуляции.
Эндокринные железы – гипофиз, надпочечники,щитовидная и половые, участвуют в регуляции процессовметаболизма, а также роста, развития и размножения, вырабатываягормоны – биологически активные вещества. Химическая природагормонов – это белки, пептиды, производные аминокислот,стероиды, липиды. Гормоны могут достигать любых клетокорганизма, однако действуют лишь на специфично чувствительныек гормональному воздействию клетки.
Гормональная регуляцияпротекает медленнее нервной, но действует на любые клеткиорганизма при наличии соответствующего рецептора, споверхностью которого связывается гормон (например, адреналин,активирующий аденилат циклазу). Это связывание и лежит в основепроцесса гормональной регуляции.Обе системы регуляции (нервная и гормональная) образуютсвоеобразную иерархию, но при этом всегда действует обратнаясвязь.
Центральная нервная система является старшей посравнению с другими путями нервных связей и гормональныхрегуляций, так как она способна хранить информацию,передаваемую сигналами, в памяти, т. е. в специфическихструктурах глиальных клеток, и использовать эту информацию помере надобности.128Обе регуляция связаны между собой на уровне гипоталамуса игипофиза. Молекулярной основой этой связи являютсяотносительно простые пептиды, называемые релизинг факторами.Таким образом, гормональная система вместе с нервнойсистемой обеспечивают деятельность организма как единогоцелого.БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОККнорре Д.
Г., Мызина С. Д. Биологическая химия. М.: Высш. шк.,1998; 2000; 2002.Страйер Л. Биохимия. М.: Мир, 1984. 3. Т.Биохимия: Учеб. / Под ред. Е. С. Северина. М.: ГЭО ТАР-МЕД,2004.Молекулярная биология клетки / Б. Албертс, Д. Брей, Дж. Льюис,и др. М.: Мир, 1994. 3. Т.Биохимия человека / Р. Мари, Д. Греннер, П. Мейес, В. Родуэлл.М.: Мир, 2004. 2. Т.Ленинджер А. Основы биохимии. М.: Мир, 1985. 3. Т.Мецлер Д. Биохимия. М.: Мир, 1980. 3. Т.129.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
