озитивної та негативної регуляції катаболізму глюкози
Молекула АТФ бере участь у ретроінгібірованіі аллостеріческіх ферментів фосфофруктокінази і піруваткінази. Фруктозі - 1,6-бісфосфат - активатор метаболічного шляху розпаду глюкози. Плюсами відзначена активація, мінусами - інгібування ферментів.
Завдяки такій регуляції здійснюється злагодженість протікання метаболічного шляху розпаду глюкози.
Регуляція каталітичної активності ферментів білок-білковими взаємодіями. Деякі ферменти змінюють свою каталітичну активність в результаті білок-білкових взаємодій. Розглянемо 2 механізму активації ферментів за допомогою білок-білкових взаємодій:
активація ферментів в результаті приєднання регуляторних білків;
зміна каталітичної активності ферментів внаслідок асоціації або дисоціації протомеров ферменту.
Активація ферментів в результаті приєднання регуляторних білків. Цей тип регулювання можна розглянути на прикладі активації ферменту аденілатциклази, локалізованої в плазматичній мембрані клітини.
Активний центр аденілатциклази локалізований на цитоплазматичної стороні плазматичної мембрани. Активована аденилатциклаза каталізує реакцію утворення з АТФ циклічного 3 , 5 -АМФ (цАМФ) - вторинного, внутрішньоклітинного посередника дії гормонів (див. Схему нижче).
У мембрані аденилатциклаза функціонує в комплексі з іншими білками:
рецептором гормону, виступаючого в позаклітинне середовище і взаємодіє з гормонами;
з G-білком, що займає проміжне положення між рецептором і ферментом аденилатциклазой. G-білок - оліго-мірний білок, що з 3 субодиниць -?,?,?. ? - Субодиниця має центр зв'язування і розщеплення ГТФ. Тому цей білок називається ГТФ-зв'язуючим білком, або G-білком;
в результаті зв'язування гормону з рецептором відбувається зміна Конформа-ції G-білка, зменшення його спорідненості до молекулі ГДФ, з якою він пов'язаний в відсутність гормонального сигналу, і збільшення спорідненості до ГТФ. Приєднання ГТФ викликає конформаційні зміни в G-білку і дисоціацію його на субодиниці: субодиницю?, Пов'язану з ГТФ (? - ГТФ), димер ??;
? - ГТФ має високу спорідненість до Аденилатциклаза, його приєднання призводить до активації останньою, тому? - ГТФ - регуляторний білок, а даний механізм активації аденілатциклази називають активацією ферментів в результаті приєднання регуляторних білків (рис. 5).
Регуляція каталітичної активності ферментів асоціацією/дисоціацією протомеров Протеїнкінази - група ферментів, що каталізують перенесення залишку фосфорної кислоти з АТФ на специфічні ОН-групи амінокислотних залишків білків (викликають фосфорилювання білків). Механізми активації різних протеинкиназ неоднакові. Як приклад регуляції каталітичної активності ферментів асоціацією або дисоціацією протомеров можна навести регуляцію активності ферменту Протеїнкінази А.
Протеїнкіназа А (цАМФ-залежна) складається з 4 субодиниць 2 типів: 2 регуляторних (R) і 2 каталітичних (С). Такий тетрамер не володіє каталітичної активністю. Регуляторні субодиниці мають ділянки зв'язування для циклічного 3 , 5 -АМФ (цАМФ), по 2 на кожну субодиницю. Приєднання 4 молекул цАМФ до 2 регуляторним субодиницям призводить до зміни Конфор-мації регуляторних протомеров і до дисоціації тетрамерная комплексу, при цьому вивільняються 2 активні каталітичні субодиниці (рис. 2-32). Такий механізм регуляції звернемо. Відщеплення молекул цАМФ від регуляторних субодиниць призведе до асоціації регуляторних та каталітичних субодиниць Протеїнкінази А з утворенням неактивного комплексу.
Рис. 5. Регуляція активності аденілатциклази
Гормон (Г), взаємодіючи з рецептором (R) на поверхні клітин, призводить до зменшення спорідненості ГТФ-зв'язуючого білка (G-білка, що складається з протомеров?,?,?) до ГТФ і збільшення спорідненості до ГТФ. Приєднання молекули ГТФ до активного центру G-білка викликає дисоціацію комплексу на субодиниці? - ГТФ і димер ??. Комплекс? - ГТФ активує аденілатциклазу, що сприяє синтезу з АТФ внутрішньоклітинних регуляторних молекул цАМФ. АЦ - аденилатциклаза, ПКА - протеинкиназа А, Рi - Н3РО4.
Регуляція каталітичної активності ферментів шляхом фосфорилювання/дефосфорилирования
У біологічних системах часто зустрічається механізм регуляції активності ферментів за допомогою ковалентного модифікації амінокислотних залишків. Швидкий і широко поширений спосіб хімічної модифікації ферментів - фосфорилювання/дефосфорілірованіе. Модифікації піддаються ОН-групи ферменту. Фос-форілірованіе здійснюється ферментами протєїнкиназамі, а дефосфорілірованіе - фосфопротеінфосфатазамі...
