химический каталог




Введение в биотехнологию

Автор М.Е.Бекер

участие КоА.

индуцированными, в отличие от конститутивных, количество которых в клетке постоянно.

В рассмотренном примере превращение субстрата — лактозы в конечные продукты глюкозу и галактозу идет при участии одного фермента р-галактозидазы. Если образование конечного продукта из субстрата проходит несколько стадий, то в процессе

ДИК

ПРИНЦИПЫ РЕГУЛЯЦИИ МЕТАБОЛИЗМА

Согласованный биосинтез клеточных компонентов регулируется очень точными и целенаправленными механизмами регуляции ферментативных процессов, выработанными в ходе длительной эволюции. В этой регуляции изменяется либо количество соответствующих ферментов, либо их активность.

Изменение количества синтезируемых ферментов в клетке идет в результате действия механизмов индукции и репрессии. Индукцией называют процесс увеличения количества соответствующего фермента в клетке под влиянием субстрата. Последний индуцирует образование главным образом ферментов обмена веществ в процессах энергетического катаболизма. Если в состав ДНК входит несколько генов, определяющих синтез относящихся к разным субстратам ферментов, то в конкретных условиях среды, содержащей определенные субстраты, целесообразно синтезировать только те ферменты, для действия которых в среде имеется субстрат.

Теория, разработанная Жакобом и Моно, дает понятие о механизме индукции ферментов. Синтез ферментов, как уже было сказано выше, определяют участки молекулы ДНК — цистроны, или структурные гены. Помимо них в молекуле ДНК имеются также регуляторньц гены, контролирующие деятельность структурных генов. Гены-регуляторы вызывают или прекращают синтез особых веществ белковой природы — репрессоров. Они специфически блокируют соответствующий структурный ген, прекращая таким образом синтез и-РНК и вместе с этим синтез определенного ферментного белка (рис. 19).

Если в клетку из окружающей среды попадает индуктор фермента— субстрат (например, Лактоза, являющаяся индуктором р-галактозидазы), то он инактивирует репрессор, структурный ген освобождается и происходит синтез р-галактозидазы. Такие синтезируемые в определенных условиях ферменты называют принимают участие несколько ферментов. В таких случаях субстрат сам может координирование регулировать биосинтез этих ферментов (рис. 20).

Наблюдаются и такие цепи катаболических реакций, когда субстрат действует как индуктор фермента только для первой реакции, затем первый промежуточный продукт А индуцирует биосинтез следующего фермента и т. д. Использование регуляторного механизма индукции ферментов дает возможность значительно увеличить синтез этих ферментов. При длительном выращивании культуры Е. coli на среде с лактозой содержание р-галактозидазы увеличивается в 1000 раз. После индукции количество этого фермента в клетке достигает 3% общего содержания белков. Аналогичная картина наблюдается при работе с продуцентом амилазы — плесневыми грибами рода Aspergillus.

46

47

Образование анаболических ферментов (процесс биосинтеза) регулируется главным образом механизмом репрессии. Репрессией называют процесс уменьшения скорости биосинтеза какого-либо фермента или группы ферментов, катализирующих цепную реакцию определенного процесса при помощи специальных веществ — репрессоров. Им может быть конечный продукт

промежуточный продукт

индукция субстратом

питательные бещестба

или субстрат

Рис. 20. Схема индукции

Для успешного проведения микробиологического синтеза необходимо знать метаболизм соответствующей культуры и следить за тем, чтобы в составе среды роста не было репрессирующих веществ.

Надо отметить, что регуляторные механизмы индукции и репрессии действуют сравнительно медленно.

структурные гены

z- ЛИК

\ инактиВиробан-' ныи репрессор

\

р-РНК

\

белок

промежуточный продукт

репрессия конечным продуктом

конечный продукт

Рис. 21. Схема репрессии

цепи ферментативных реакций. Такой репрессор уменьшает скорость синтеза ферментов во всей цепи анаболических реакций (рис. 21).

Регуляторный механизм репрессии конечным продуктом показан на рис. 22. Из него видно, что ген-регулятор образует апорепрессор, превращающийся в репрессор только после связи с конечным продуктом реакций — корепрессором. Только в таком связанном виде репрессор блокирует ген-оператор и прекращает синтез фермента.

В регуляции катаболизма репрессорами могут быть исходные или промежуточные продукты. При помощи этого механизма регуляции бактерии Е. coli из двух источников углерода — глюкозы и сорбозы вначале используют легко катаболизируе-мую глюкозу. Этот углевод в данном случае является репрессором ферментов катаболизма сорбозы. После использования глюкозы репрессия заканчивается и новый субстрат — сорбоза индуцирует синтез новых ферментов. Явление, когда культура микроорганизмов использует несколько различных субстратов среды не одновременно, а постепенно один за другим, называют диауксией.

48

конечный продукт

промежуточный продукт

ингибиробание конечным продуктом Рис. 23. Механизм ингибирования конечным продуктом реакц

страница 15
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81

Скачать книгу "Введение в биотехнологию" (2.32Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
купить цветы с макарони в коробке
Фирма Ренессанс железные лестницы для улицы- быстро, качественно, недорого!
стул посетителей kf 1
кладовки на время ремонта

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(11.12.2016)