химический каталог




Молекулярная биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

жительная или отрицательная в зависимости от того, активирует или ингибирует конечный продукт функцию фермента.

Такого рода системы действительно функционируют в клетке. Умбаргер впервые обнаружил существование последовательных ферментативных.реакций, в которых конечный метаболит влияет на активность фермента, катализирующего первую реакцию последовательности [64]. Вначале было установлено ингибирова-ние, кинетика которого сходна с кинетикой конкурентного инги-бирования, хотя структура ингибитора, именуемого в данном случае аллостерическим (в буквальном переводе с древнегреческого это слово означает «инопространственный»), отлична От структуры субстрата. Умбаргер нашел, что треониндезаминаза Е. coli, субстратом которой является треонин, ингибируется изо-лейцином — продуктом последней стадии цепи реакций. В настоящее время известно множество аллостерических ферментов (АСФ), регулируемых сходным образом по принципу обратной связи. Список 24 таких систем был опубликован еще в 1965 г. [65]; с тех пор их число значительно увеличилось. Подробный обзор более новых данных приводится болгарскими учеными [66] (см. также [67]). На рис. 7.25 показана схема аллостерической

Рис. 7.26. Схема аллостерического ингибировання.

обратной связи в системе синтеза ЦТФ, в которой АСФ — аспар-таттранскарбамилаза, а аллостерический эффектор (АСЭ), влияющий на работу аллостерического фермента, — ЦТФ [68].

Приведем иллюстративный расчет для стационарной обратной связи в элементарной аллостерической системе, состоящей из трех ферментативных реакций, причем катализатором первой служит АСФ [33, 62, 70]. Схема реакций показана на рис. 7.26. В стационарных условиях скорости реакций 5j ->- S2, S2 S3 и Sd 54 равны соответственно

т, VmlSi Vm2S2 VmzS2 in co\

D|" 5,4-^(1+^3) * V*-S2 + K2> 0»-S3 + V U'b6)

где Si, S2, 53 — концентрации соответствующих субстратов, vmu Vm2, Vm3 — максимальные скорости реакций, Kh K2, Кз — коя^ станты Михаэлиса, Ki — константа ингибировання (ср. стр. 3,65),. В стационарном режиме v\ — У3, следовательно,

Стационарная скорость v\ — о3 меньше, чем в системе без обратной связи, т. е. при Ki — 0. Регуляция, т. е. поддержание на стационарном уровне, определяется тем, что увеличение S3 вызывает неограниченное увеличение Si (при неизменных значениях констант), так как, согласно (7,54),

S, - V^K^ 0т1/Сз + {Vmi _ Vmb) S3 '

Напротив, в отсутствие обратной связи предельное значение S; от S3 не зависит:

(^i)s»->eo = — ?7- К\*

Скорость образования 53 определяется потребностью в этом веществе в последующих реакциях, т. е. скоростью t>3 превращения 53->54. Если vm3 велико (am3^ami)» то, согласно уравнению (7,54), 53 мало и нет ингибировання первого фермента. Напротив, если ут3 мало, т. е. #m3 <С vmu то 53 велико. Если S3 > Къ, то

о , S\ v mi

3 ~ К К V '

Vl (vml + vma) 5, + ^3/Ci Ут3 ^ S, + TCi

Максимальная скорость первой реакции равна уже не vmU а #тз, т. е. она много меньше. При t>m3->-0 получим S3—>-оо и У, = и3-*-0, т. е. полное торможение процесса.

Отличие АСЭ от субстрата АСФ заставляет думать, что АСЭ связывается другим центром фермента, отличным от активного центра, в котором связывается и претерпевает превращение субстрат. Аллостерическое ингибирование можно считать результатом конформационного превращения молекулы АСФ как целостной системы. Это превращение затрагивает и активный центр, возможно расположенный вдали от центра связывания АСЭ, и уничтожает тем самым его каталитические свойства [71]. Такая модель согласуется с теорией Кошланда (см. § 6.5) и, если модель верна, то явление аллостеризма следует считать веским подтверждением этой теории.

На самом же деле ситуация здесь более сложна. Исследование АСФ установило две их основные особенности. Во-первых, все изученные АСФ обладают четвертичной структурой, т. е. их молекулы состоят из нескольких глобулярных субъединиц. Во-вторых, стационарная кинетика соответствующих реакций отлична от кинетики Михаэлиса — Ментен — кривые v(S) имеют особенности, большей частью перегибы. На рис. 7.27 показана S-образная кривая v(S) для аспартаттранскарбамилазы [68]. В присутствии аллостерического ангибитора ЦТФ S-образность исчезает. В свою очередь кинетика ингибировання также отлична от элементарной. Как показал Щанжё [72], кинетику цревращения треонина АСФ — треониндезаминазой можно описать следующим образом:

(7,55)

а кинетику ингибирования АСЭ —

\gK'-n'\gL

(7,56)

Здесь v — стационарная скорость, vm — максимальная скорость, t>o — скорость при / — О, К и Кт — константы. Для элементарной кинетики п Yi'n' должны равняться единице. Шанжё нашел, что п = 1,37 ип'= 1,86.

Указанные основные свойства АСФ подобны свойствам гемоглобина. Гемоглобин имеет четвертичную структуру, и кривая

Р—продукт; объяснение остальных символов см. в тексте.

его насыщения кислородом S-образна. Как показано в § 7.1, эта S-образноСть определяется кооперативными взаимодействиями субъедтшиц. На тех же основаниях

страница 163
< 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 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228

Скачать книгу "Молекулярная биофизика" (4.80Mb)


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

 

 

Реклама
форма для регби в самаре
видеорегистраторы proline цена
качественная кухонная посуда
временные ограждения при строительстве

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
(05.12.2016)