Ферменты 2 - Диксон М.
Скачать (прямая ссылка):
комплекс ES распадается с образованием продуктов:
*-1 Ка & +2
Е =f=fc ES ч==*= ESA ,==* Е+Р+А. (8.179)
^_i 1
Е+Р
Эта система аналогична системе (8.49), в которой наблюдается
бесконкурентное ингибирование, за тем исключением, что в данном случае
k'+2>k+2. Анализ системы (8.179) в стационарных или равновесных условиях
приводит к уравнениям вида (8.50) - (8.52); графики двойных обратных
величин при ряде фиксированных концентраций А образуют семейство прямых,
которые
Ингибирование и активация ферментов
557
пересекаются в точке, лежащей выше оси +1 js (как показано для действия
ингибитора на рис. 8.1). Было установлено, что по типу системы (8.179)
функционирует лакгозосинтаза (КФ 2.4.1.22) [3260]!.
Как и в случае частичного ингибирования, механизм частичной активации
можно представить в виде следующей общей схемы [ср. со схемами (8.7) и
(8.35)]:
A s ?
Е ч==* ES ----"- Е + Р
К
м
(8.180)
ЕА у-*: EAS
Е+А + Р.
Анализ такой системы в стационарном приближении приводит к сложному
уравнению, содержащему члены с а2 и s2 (см. с. 489), однако случаю
равновесного связывания субстрата отвечают более простые уравнения. Если
& = &', то получается уравнение, аналогичное (8.13); при этом имеет место
частичная конкурентная активация. В том случае, когда Kss = Kms, Ksa -
=КмА и k<.k!, наблюдается частичная неконкурентная активация, а
соответствующее уравнение имеет вид (8.29). Наконец, при Kss=7^Kms,
Ksa=7^Kma и k<.k' имеет место частичная смешанная активация, а уравнение
скорости аналогично (8.36); в такой системе при наличии особых условий,
обсуждавшихся при рассмотрении уравнений (8.47) и (8.48), может
наблюдаться бесконкурентное ингибирование.
В равновесном приближении для системы (8.180) получим уравнение
¦- ~ ¦-------+-------%--------------JS7T. (8-181)
А]
1 +
АМ
м
+
a-s
или
ke ¦
К*
-k'e
as
i +
*
А,
as
/ k' а t k' а \ ( + * <) ( *&)
(8.182)
558
Глава 8
Рис. 8.24. Кинетические свойства системы с частичным активированием,
описываемой уравнениями (8.181) и (8.182). Л. График двойных обратных
величин при ряде фиксированных концентраций активатора. Б. Зависимость
наклонов прямых графика А и отрезков, отсекаемых ими от оси l/v, от
концентрации активатора. В. График зависимости 1/Двакл и 1/Д0гр от 1/а.
Следовательно, график зависимости l/v от 1/s будет линейным, а график
зависимости l/v от 1/а-нелинейным: он будет отклоняться от линейности
вниз, поскольку при а->-0 скорость стремится не к нулю, а к величине
/г[ЕS] (где [ES]-концентрация комплекса ES). График двойных обратных
величин l/v - 1/а, построенный так, что скорость в отсутствие активатора
вычтена из соответствующих скоростей, определенных при различных
концентрациях активатора, является линейным (см. с. 509). Аналогично,
вторичные графики зависимости наклонов прямых l/v-1/s и длин отсекаемых
ими отрезков от 1/а будут гиперболическими, однако зависимости величин,
обратных изменению наклонов (1/Анакл) или длин отрезков (1/Дотр) от 1/а
(где Анакл и Аотр получены в результате вычитания соответствующих величин
в отсутствие активатора из этих величин в его присутствии), будут
описываться уравнениями вида (8.68) и, следовательно, соответствующие
графики будут линейными, как показано на рис. 8.24. Поскольку Kss и ke
можно определить из графика двойных обратных величин в отсутствие
активатора, а
Ингибирование и активация ферментов
559
KsaKms = Km.aKss, то можно найти все четыре константы системы
(8.180).
Рассмотрим схему, аналогичную (8.165), включающую ста-дию связывания
активатора с субстратом, для случая частичного активирования, когда и
EAS, и ES могут распадаться с образованием продуктов:
KAS
ES > Е + Р
(8.183)
k'
HAS ------> Е +А + Р.
В этом случае субстраты S и AS конкурируют за фермент и уравнение
скорости в равновесных условиях имеет вид
as
, s _ as
+ яГ+ Kas
(8.184)
где V=ke, V'-k'e. Если концентрация свободного А остается постоянной, то
можно записать, что a/Ka - as/s = a=c (с - const), т. е. as = c-s. В этих
условиях график зависимости v от s является равнобочной гиперболой,
поскольку после соответствующей подстановки в (8.184) и преобразования
получаем
V'
К* \1 + К
' + ¦
(8.185)
Г -г ка
Критерии для определения механизма действия активатора
Из всего сказанного выше об активации ферментов можно сделать следующий
вывод: предположение, согласно которому наблюдаемая константа Михаэлиса
для активатора является обычной константой Михаэлиса или даже константой
диссоциации комплекса фермент - активатор, часто оказывается
неправильным.
При исследовании механизма действия активатора весьма полезно иметь
дополнительную информацию, помимо данных о
560
Глава 8
зависимости скорости от концентрации субстрата и активатора. Очень ценной
величиной является константа сродства фермента ж комплексу активатор-
субстрат: с ее помощью можно рассчитать концентрации свободных и
связанных компонентов в исследуемой смеси. В ряде случаев, когда
