Биологическая химия. Том 31 - Карасев В.А.
Скачать (прямая ссылка):
тропонин в присутствии ионов Са2+ связывает 3 молекулы фруктозобисфосфат-альдолазы на период спирали. Полученные величины адсорбционной емкости согласуются с высказанными предположениями.
Для определенных гликолитических ферментов в мышечных тканях обнаружено постоянное соотношение между ферментативными активностями. На основании этих данных Петте [61] оценил соотношение между молярными концентрациями триозофосфатизомеразы, глицеральдегидфосфатдегидрогеназы, фосфоглицераткиназы, фосфоглицеромутазы и енолазы (1:4: : 2: 1 : 2). Вопрос об «избыточном» содержании глицеральде-гидфосфатдегидрогеназы оставим пока без обсуждения. Вдвое меньшее молярное содержание триозофосфатизомеразы и фосфоглицеромутазы по сравнению с фосфоглицераткиназой и ено-лазой может означать, что первые два фермента располагаются на границах двухэтажных комплексов.
7.5.4. Роль цитоскелета в формировании метаболона
Цитоплазматический фрагмент белка полосы 3 через анки-рин взаимодействует с белками цитоскелета эритроцитов и, в первую очередь, со спектрином [26, 34]. Спектрин в цитоскелете находится в комплексе с белком полосы 4.1 и с актином. Предполагается, что актин образует короткие нити длиной 37 нм, включающие 12—17 мономеров [27]. Образование нитей может быть стабилизировано присоединением тропомиози-на. Заманчиво предположить, что актиновые филаменты, включенные в цитоскелет эритроцитов и располагающиеся вблизи белка полосы 3, выступают в роли «стержня», вокруг которого формируется гликолитический метаболой подобно тому, как это имеет место в миофибриллах. Участие белков цитоскелета в сборке гликолитического метаболона способствует повышению прочности структуры метаболона и определяет конечные размеры комплекса (например, в пределах длины актиновой нити). Белки, родственные основным структурным белкам цитоскелета мембраны эритроцитов, присутствуют и организованы сходным образом и в клетках других типов [26]. Это означает, что структура гликолитического метаболона может быть сходной в клетках разных типов.
7.6. Принципы функционирования метаболона
Сборка метаболона приводит к образованию микрокомпарт-мента, в котором метаболический процесс может протекать изолированно, без выделения интермедиатов в объем. Вследствие ограниченных размеров микрокомпартмента в нем одновременно может находиться лишь относительно небольшое число молекул интермедиатов. Таким образом, осуществляется микро-
компартментализация метаболического процесса, которая, как показано в разделе 1.1, существенна для функционирования живых систем.
Ясно, что для описания функционирования ферментов в ме-таболоне не могут быть использованы приемы ферментативной кинетики, разработанные для описания поведения систем с гомогенным распределением ферментов. Для решения этой задачи требуются новые подходы. Так, Рубин и Шинкарев [18] для описания переноса электронов по цепям структурно-связанных переносчиков электронно-транспортной цепи использовали вероятностный подход. При этом подходе мультифер-ментный комплекс рассматривается как совокупность взаимодействующих центров, каждый из которых может находиться в конечном числе состояний. Нахождение центра в одном из состояний рассматривается как случайное событие, и для описания функционирования комплекса применяются методы теории вероятностей. Однако для этого необходимо постулировать, что состояния индивидуальных ферментов (центров) в комплексе являются статистически независимыми событиями. Поэтому такой подход будет неприменим в тех случаях, когда ферменты в метаболоне тесно взаимодействуют, обуславливая взаимную зависимость состояний своих активных центров.
Для того, чтобы сформулировать основные принципы другого подхода, попытаемся представить структуру микрокомпарт-мента [13]. Предполагается, что микрокомпартмент представляет достаточно узкий канал, стенками которого являются поверхности контактирующих белковых молекул. (Примером может служить канал, постулируемый для мультиферментногсца комплекса триптофансинтазы из Е. coli (см. рис. 22 [31]). Канал делится на отсеки, соединенные более узкими протоками, где локализованы активные (а также аллостерические) центры ферментов (рис. 23). При этом активные центры двух соседних ферментов могут быть сближены настолько, что становится возможным прямой перенос интермедиата от одного активного центра к другому* (см. [67]). Однако пространственные ограничения не позволяют разместить рядом активные центры всех ферментов, входящих в метаболой. Поэтому канал должен быть протяженным, и в общем случае для перехода от одного активного центра к другому интермедиатам необходимо преодолеть определенное расстояние.
Калер и Фридлянд [3] предложили модель организованной полиферментной системы, вход в которую закрыт до тех пор, пока внутри системы находится молекула любого промежуточного или конечного продукта. Представляется, однако, маловероятным, чтобы в микрокомпартменте метаболона одновремен-
* Возможен также вариант, когда прямой перенос осуществляется между активным н аллостерическим центрами двух ферментов (см. рис. 24). В этом случае аллостерический центр выполняет транспортную функцию
