Ферменты 2 - Диксон М.
Скачать (прямая ссылка):
данного типа важны
(8.131)
In (Л0-А) = kAt=k+it-f- kj..
(8.132)
= (e &+1')(e *+2')...(e &V). (8.133)
4 o,i
Рис. 8.16. Модификация четырех аминокислотных остатков фермента
химическим реагентом; модификация любых двух остатков (константы скорости
модификации k+t и й+2) приводит к потере актив-
0
2 3 4 5 6 7
НОСТИ (kA = k-H+k+2) [3841].
Ингибирование и активация ферментов
537
для активности. Так, если фермент содержит п остатков данной аминокислоты
и все они реагируют с модифицирующим реагентом с одинаковой скоростью
(&+i), однако только один из них важен для активности, то уравнение для
процесса потери активности будет иметь вид
In (A0-A)=kAt=k+it. (8.134)
Если же для активности важны два остатка, уравнение процесса потери
активности будет иным:
In (Л0-A) =kAt = 2k+it. (8.135)
Рей и Кошланд [3841]' рассмотрели ряд других возможных механизмов потери
активности вследствие модификации боковых групп аминокислотных остатков.
Так, в системе (8.130) обе уХ* /X
формы Е и Е > могут быть полностью активными, в
\у \у*
/¦
X*
то время как форма Еч^
"Y*
А0
-к Л -к t -к t -
= е = е 1 -]-е +2 -е
неактивной. Тогда
(*+1+*+2И
(8.136)
При этом график зависимости ln-j- от t не является линейным,
^*0
а имеет вид, представленный на рис. 8.17; наклон кривой, определяемый
меньшей из констант (k+2), становится постоянным лишь при очень больших
t. Другая, более сложная ситуация наблюдается в том случае, когда
модификация остатка приводит
уХ*
к частичной инактивации фермента. Так, если форма Е об-
\Y
Рис. 8.17. Кинетические кривые ингибирования для системы, подчиняющейся
уравнению (8.136), полученные расчетным путем [3841].
>3
О
*
^ ^Активность N
4 -*+2 = Q37
-5 0,20-
538
Глава 8
Рис. 8.18. Кинетическая кривая
ингибирования для системы, подчиняющейся уравнению (8.137),
полученная расчетным путем
[3841].
¦X*
ладает неполной активностью (А'), а формы Е' и w не-
активны, то уравнение для процесса потери активности имеет вид
=(1 -А') е (&+i+A+2)<_(_i4'e *+4<.
¦^0
(8.137)
График зависимости ln-j- от t не будет линейным; если две кон-
Д()
станты скорости значительно различаются, он будет состоять из двух
участков, как это показано на рис. 8.18; отметим, что наклон кривой при
больших t определяется меньшей из двух констант скорости, а начальный
наклон равен (k+i+k+2- -A'k+i).
Нелинейные графики для модификации определенного типа остатков
наблюдаются также в том случае, когда эти остатки реагируют с разными
скоростями; если при этом константы скорости модификации значительно
различаются, то при больших t наклон кривой определяется только
наименьшей из констант скорости. Экстраполируя линейный участок при t->-
0, можно определить долю остатков, скорость модификации которых
характеризуется данной константой скорости; далее, вычитая
соответствующие величины из суммарной кривой, можно найти константу
скорости более быстрой реакции, как показано на рис. 8.19.
Ингибирование и активация ферментов
539
Ряс. 8.19. Сложная модификация 13 остатков одного типа, 7 из которых
реагируют с константой скорости k=0,65, а 6 - с константой скорости
?=0,048. По наклону кривой при больших t путем экстраполяции определяют
меньшую константу скорости и долю остатков, реагирующих с данной
скоростью; вычитая соответствующие величины из суммарной кривой, получают
константу скорости модификации остатков первой группы. Отрезки на оси
ординат, равные 7/13 и 6/13, указывают числа остатков в соответствующих
группах.
Рей и Кошланд рассмотрели также некоторые другие механизмы реакций
модификации, приводящих к потере активности; предложенный ими метод
анализа нашел применение для идентификации аминокислотных остатков,
необходимых для активности индивидуальных ферментов [2572]. Метод
применим в-тех случаях, когда реагенты модифицируют остатки аминокислот
достаточно медленно, чтобы можно было проследить за динамикой уменьшения
активности; кроме того, реагенты должны вводиться в систему в достаточно
большом количестве, чтобы процесс протекал в соответствии с кинетикой
псевдопервого порядка.
Другой подход к установлению корреляции между степенью модификации
специфических аминокислотных остатков и активностью ферментов был
предложен Тсоу [4801]. В рамках этого-подхода не нужно определять
скорости реакций модификации и ингибирования, необходимы только данные о
степени модификации различных аминокислотных остатков и об активности
фермента на разных этапах процесса. В наиболее простом случае
модифицируется лишь один тип остатков и все остатки данного-типа
одинаково реакционноспособны. Если некоторые из этих остатков необходимы
для активности и модификация любого из
540
Глава 8
них приводит к полной потере активности, то доля молекул фермента, у
которых все важные для активности группы интакт-ны, будет соответствовать
остающейся доле активности (а). Если из общего числа L
реакционноспособных групп для активности важны п групп, то (при
