х ситуаціях:
при анаболічних процесах. Інгібування кінцевим продуктом метаболічного шляху і активація початковими метаболітами дозволяють здійснювати регуляцію синтезу цих сполук;
при катаболічних процесах. У разі накопичення АТФ у клітині відбувається інгібування метаболічних шляхів, які забезпечують синтез енергії. Субстрати при цьому витрачаються на реакції запасання резервних поживних речовин;
для координації анаболічних і катаболічних шляхів. АТФ і АДФ - аллостерічеськіє ефектори, що діють як антагоністи;
для координації паралельно протікають і взаємозалежних метаболічних шляхів (наприклад, синтез пуринових і піримідинових нуклеотидів, використовуваних для синтезу нуклеїнових кислот). Таким чином, кінцеві продукти одного метаболічного шляху можуть бути аллостерічеськая ефекторами іншого метаболічного шляху. Аллостерічеськіє ефектори.
Еффектор, що викликає зниження (інгібування) активності ферменту, називають негативним ефектором, або інгібітором. Еффектор, визьгоаюшій підвищення (активацію) активності ферментів, називають позитивним ефектором, або активатором.
аллостерічеськая ефекторами часто служать різні метаболіти. Кінцеві продукти метаболічного шляху - часто інгібітори аллостеріческіх ферментів, а вихідні речовини - активатори. Це так звана гетеротропная регуляція. Такий вид аллостеріческой регуляції дуже поширений в біологічних системах.
Більш рідкісний випадок аллостерічеськой регуляції, коли сам субстрат може виступати в якості позитивного ефектора. Така регуляція називається гомотропной (ефектор і субстрат - одне і те ж речовина). Ці ферменти мають кілька центрів зв'язування для субстрату, які можуть виконувати подвійну функцію: каталітичну і регуляторну. Аллостерічеськіє ферменти такого типу використовуються в ситуації, коли субстрат накопичується в надлишку і повинен швидко перетворитися в продукт.
Виявити ферменти з аллостерічеськой регуляцією можна, вивчаючи кінетику цих ферментів. Ці ферменти не підкоряються законам Міхаеліса-Ментен, вони мають характерну S-подібну криву залежності швидкості реакції від концентрації субстрату.
Особливості будови і функціонування аллостеріческіх ферментів:
зазвичай це олігомерні білки, що складаються з декількох протомеров або мають доменне будова;
вони мають аллостерічеський центр, просторово віддалений від каталітичного активного центру;
ефектори приєднуються до ферменту нековалентно в аллостеріческіх (регуляторних) центрах;
аллостерічеськіє центри, так само, як і каталітичні, можуть проявляти різну специфічність стосовно лигандам: вона може бути абсолютною і груповий. Деякі ферменти мають кілька аллостеріческіх центрів, одні з яких специфічні до активаторам, інші - до інгібіторів.
Локалізація аллостеріческіх ферментів в метаболічному шляху.
Швидкість метаболічних процесів залежить від концентрації речовин, що використовуються й утворюються в даній ланцюга реакцій. Така регуляція представляється логічною, так як при накопиченні кінцевого продукту він (кінцевий продукт) може діяти як аллостерічеський інгібітор ферменту, що каталізує найчастіше початковий етап даного метаболічного шляху:
Фермент, що каталізує перетворення субстрату А в продукт В, має аллостерічеський центр для негативного ефектора, яким служить кінцевий продукт метаболічного шляху F. Якщо концентрація F збільшується (тобто речовина F синтезується швидше, ніж витрачається) , інгібується активність одного з початкових ферментів. Таку регуляцію називають негативним зворотним зв'язком, або ретроінгібіровані-ем. Негативний зворотний зв'язок - часто зустрічається механізм регуляції метаболізму в клітині.
Рис. 3 Схема, що пояснює роботу аллостеріческого ферменту. А - дія негативного ефектора (інгібітора); Б - дія позитивного ефектора (активатора).
У центральних метаболічних шляхах вихідні речовини можуть бути активаторами ключових ферментів метаболічного шляху. Як правило, при цьому аллостерічеськой активації піддаються ферменти, що каталізують ключові реакції заключних етапів метаболічного шляху:
Як приклад можна розглянути принципи регуляції гліколізу - специфічного (початкового) шляху розпаду глюкози (рис. 4). Один з кінцевих продуктів розпаду глюкози - молекула АТФ. При надлишку в клітці АТФ відбувається ретро-інгібування аллостеріческіх ферментів фосфофруктокінази і піруваткінази. При утворенні великої кількості фруктозо - 1,6-бісфосфат спостерігають аллостерічеськая активацію ферменту піруваткінази.
Рис. 4. Схема п...
