Ферменты 2 - Диксон М.
Скачать (прямая ссылка):
+ 313/СД2авА'2вв'>3 4- Wbb54 /о оло\ + 4L3^^2abA2bbs3 + 44K4bbs4 ' 1
'
которое тем же образом, что и уравнение (8.307), может быть сведено к
уравнению Полинга для квадратной модели [уравнение (8.241)].
В случае линейной модели выражение для степени насыщения имеет вид
_ L(Kab+K2ab)-^+L2(2K3ab + K2ab+K2abKbb+ '"
у ____________________1Дв_____________________________________
2 + 4L (Кав + К2ав) + 2L2 (2А3дв + А2ав + К2авАвв +
+ 2/СдвАвв) j(T" + З43 {К2авКш + АдвА2вв) + 214А3вв
+ 2/СдвДвв) + 443 (К2авКвв + АдвА2вв) + 2?4/(3вв
LKS3 (Кав + К2ав) s + ^2AS2 (2A3ab + А2дв + К2авКвв +
- 2к,* + 4LK"a (Кав + А2ав) s + 2L2AS2 (2Д3АВ + А2дв +
+ 2/СдвАвв) 4 + 3L3KS (К2авКвв +¦ КавК2вв) s3 + 2L4#W4 +А2ав/Свв4-
2/(авАвв)"2+413Д5(А2авАвв+/(авА2вв)"3 + 244А3вв*4 '
(8.309)
Приведенные выше уравнения отличаются от используемых Кошландом и его
соавторами, которые выражали степень насыщения через константы
ассоциации, а не через константы диссоциации, обычно применяемые в
ферментативной кинетике. Уравнения Кошланда, Немети и Филмера [2570]
можно полу-
Ингибирование и активация ферментов
59 7
чить, если константу Ks заменить на константу ассоциации Кь - l/Ks.
Например, выражение для степени насыщения в случае простого димера
(8.291), записанное с использованием константы диссоциации, имеет вид
S S'^
LKab-^ +L"KBa IQ- __ LKSK abs 4- L2Kbb$2 ", o,m
S" 1+2^Ab-^ + ^bb^V s + LW *
если же используется константа ассоциации Кь, это выражение переходит в
У _ LKbKABS + L2Kb2KBBS2 СЯШП
J 1 +2LKbKAns+ L^Kj/Kbbs2' {o.oi i)
Кошланд и др. [2570] отмечают, что термины "квадратный", "прямоугольный"
и "линейный" вводятся не для уточнения трехмерного расположения
субъединиц в молекуле белка, а просто для характеристики взаимодействий
между субъединицами, которые возможны в каждом данном случае.
Последовательная модель была позднее обобщена Киртли и Кошландом [2472]
на случай гетеротропных взаимодействий. Очевидно, что реальная система
может быть значительно более сложной, чем это предполагает согласованная
модель, поскольку имеется множество возможных путей связывания аллостери-
ческих активаторов и ингибиторов и влияния их на фермент. Можно построить
большое число моделей, отвечающих этому случаю, включая такие, в которых
эффектор или связывается с любым из двух конформационных состояний
фермента в рамках простой последовательной модели, или индуцирует переход
субъединицы, с которой он связывается, в совершенно новое конформационное
состояние. Кроме того, эффектор может конкурировать с субстратом,
связываться вместе с субстратом по неупорядоченному механизму или же по
упорядоченному механизму только после связывания субстрата. Можно
получить уравнения, характеризующие каждый из этих типов гетеротропных
взаимодействий для различных структурных моделей. Однако наличие большого
числа уравнений затрудняет их сравнение и возможность выбора механизма.
Киртли и Кошланд рекомендовали рассматривать системы, в которых эффектор
при связывании с субъединицей индуцирует переход последней в совершенно
новое конформационное состояние (отличное от А и В) лишь в том случае,
когда модель, включающая только два состояния, не способна объяснить
имеющиеся данные.
Рассмотрим их подход на примере простого случая, когда эффектор действует
как конкурентный ингибитор по отношению к субстрату и индуцирует переход
фермента в такое же конфор-
598
Глава 8
мационное состояние, как и субстрат. Соответствующая схема связывания для
димерного фермента представлена на рис. 8.34. Используя константы,
определяемые уравнениями (8.297) - (8.300), и константу диссоциации
комплекса фермента с ингибитором, равную
где t и ef - концентрации комплекса BI и свободного фермента в В-
конформации, можно получить тем же путем, что и ранее, выражение для
степени насыщения:
Кажущиеся константы диссоциации для процессов связывания первой и второй
молекул субстрата равны в этом случае
Когда эффектор отсутствует (г = 0), (8.314) и (8.315) сводятся к
выражениям для кажущихся констант диссоциации в случае простой димерной
модели {(8.302а) и (8.3026)]. Моншо видеть, что I действует как простой
ингибитор, увеличивая Ki по мере роста концентрации. Влияние его на
связывание первой молекулы субстрата более сложное. Анализ модели на рис.
8.34 показывает, что если димер содержит только одну молекулу I, то
субстрат будет связываться с соседней субъединицей более эффективно, чем
со свободным ферментом при условии, что наличие АВ-контакта способствует
связыванию субстрата. Однако, когда обе субъединицы связаны с I,
последний будет выступать в роли конкурентного ингибитора, поскольку
субстрат должен его вытеснить для того, чтобы связаться с ферментом. Это
видно из уравнения (8.314), согласно которому уменьшение концентрации I
(при подходящих значениях других констант) будет приводить к уменьшению
К\, а увеличение - к росту Ки
(8.312)
Ks +L2Kbb 4-
S j $2 i j2 *
1 + 2 LK ab~x^~ + ^2Abb"^J~+ 2^ав"^~+2^2Авв^д7Ч-^2Авв^2
