смешиваются с другими ферментами клетки. Ряд ферментов локализован в мембране или прикреплен к ней. Эука-риотические клетки имеют больше изолированных отсеков, чем бактериальные; это ядра, митохондрии (включающие их внутреннюю полость и межмембранное пространство), лизосомы, микротельца и вакуоли. Еще один ограниченный мембранами отсек — это цитозольные канальцы и пузырьки эндоплазматического ретикулума.

Скорость переноса метаболитов через мембраны, разделяющие различные отсеки клетки, ограничена и строго контролируется; на поверхности мембран расположены рецепторы, являющиеся мишенями для большинства гормонов и нейромедиаторов; эти рецепторы могут подвергаться химической модификации.

Наряду с ферментами, растворенными в цитозоле и не образующими «долгоживущих» комплексов с другими белками, существуют ферменты (катализирующие серию последовательных реакций), которые прикреплены к мембране, образуя организованный ансамбль. Такими свойствами обладают, по-видимому, окислительные ферменты митохондрий (гл. 10, разд. Д). Некоторые ферменты ассоциируют, образуя высокомолекулярные комплексы. Примерами подобных комплексов могут служить дегидрогеназы кетокислот (гл. 8, разд. К) и цитоплазматиче-ские синтетазы жирных кислот (гл. 11, разд. Г). В обоих случаях продукт реакции, катализируемой первым ферментом, ковалентно присоединяется к «переносчику» и в таком состоянии претерпевает последовательные изменения под действием других ферментов комплекса1'.

4. Регуляция активности ферментов

Существуют относительно быстрые регуляторные механизмы, которые направлены непосредственно на ферменты. Так, практически неактивный фермент может превращаться в активную форму путем кова-лентной модификации [72]2). Иногда ковалентная модификация, напротив, приводит к инактивации фермента. Так, активности двух ферментов, участвующих в метаболизме гликогена — гликогенфосфорилазы и гликогенсинтетазы, — регулируются с помощью фосфорилирования (переноса концевой фосфатной группы от АТР на определенный остаток серина; см. гл. 11, разд. Е, 3)J>. При этом фермент, катализирующий распад гликогена (фосфорилаза Ь), превращается в более активную форму (фосфорилазу а), а фермент, катализирующий синтез гликогена, — в неактивную форму. В результате направление клеточного метаболизма изменяется от запасания полисахарида (гликогена) к его деградации, что обеспечивает клетку энергией. Дефосфорилирование обоих ферментов катализируется фосфатазой, переводящей ферменты в исходное состояние (рис. 6-15). Как фермент, катализирующий модификацию (киназа; гл. 7, разд. Д, 6), так и фосфатаза регулируются по аллостерическому механизму. Эти довольно сложные механизмы способны за очень короткий промежуток времени обеспечить клетку модифицированным ферментом.

Активность глутаминсинтетазы (гл. 14, разд. Б,2) изменяется путем аденилирования боковой группы строго определенного остатка тирозина (в этой реакции используется АТР) [73]. Обратная реакция катализируется деаденилирующим ферментом.

!) Заметим, что обратимая ассоциация ферментов [Курганов Б. И. (1978). Аллостерические ферменты —М: Наука, стр. 117—174; Frieden С. (1971). Ann. Rev. Bio-chem., 40, 653—695] или обратимая адсорбция ферментов на субклеточных структурах [Wilson J. Е. (1978). Trends Biochem. Sci, 3, 124—125; Masters С. J. (1978). Trends Biochem. Sci., 3, 206—208; Курганов Б. И., Лобода Н. И. (1977). Биоорг. химия, 3, 1407—1419], контролируемые клеточными метаболитами, также могут иметь регуля-торное значение. — Прим. перев.

2) См. также Proceedings in live sciences, Metabolic interconversion of enzymes,. IV International symposium held in Arad (Israel), April—May 1975, Shaltiel C. (ed.), Springer-Verlag, Berlin, 1976, p. 234.—Прим. перев.

3> Последние данные о регуляции активности фосфорилазы и гликогенсинтетазы путем фосфорилирования — дефосфорилирования читатель может найти в следующих обзорах: Cohen Р. (1978). In: Regulatory mechanisms of carbohydrate metabolism, Proc. 11th FEBS Meeting, v. 42, Symp. Al, Esmann V. (ed.), Oxford, Pergamon Press, pp. 31— 40; Nimmo H. G., Cohen P. (1977), Adv. Cyclic Nucleotide Research, 8, 145—266.— Прим. перев.

Наиболее широко распространенным механизмом регуляции ферментов в клетках является, по-видимому, аллостерическая "активация или ингибирование, которые вкратце рассмотрены выше (разд. Б, 6). Метаболические пути контролируются аллостерическими механизмами самых разных типов; наиболее распространенными из них являются следующие два механизма. Первый может быть назван активация предшественником. Метаболит, действующий как аллостерический эффектор, «включает» фермент, катализирующий превращение либо этого же метаболита, либо продукта, находящегося немного далее в цепи превращений. Например, на рис. 6-15 метаболит С (предшественник) активирует фермент, который катализирует практически необратимое превращение соединения D. В других случаях активация является менее прямой. «Включенный» фермент может участвовать в образовании второго

субстрата. В резул