Тиаминовые ферменты - Кочетов Г.А.
Скачать (прямая ссылка):
ПИРУВАТДЕГИДРОГЕПЛЗПЫП КОМПЛЕКС Е. COII
Пируватдегидрогеназный комплекс из Е. coli, в противоположность пируватдегидрогеназному комплексу, выделенному из животных тканей, не способен фосфорили-роваться аденозинтрифосфатом [410, 416]. Однако его активность в значительной степени зависит от присутствия и концентрации целого ряда других метаболитов клетки [454, 455, 457, 471].
182
Влияние ацстил-КоА
Ацетил-КоЛ снижает величину ферментативной активности пируватдегидрогеназного комплекса нз Е. coli. Его действие направлено на тнаминовый компонент комплекса — пнруватдекарбоксилазу и конкурентно по отношению к субстрату — пировиноградной кислоте [471].
Нуклеозндмонофосфаты — АМФ, ЦМФ н ГМФ, а также неорганический фосфат в значительной степени снижали ингибирующее действие ацетил КоА (как в опытах с пируватдегидрогеназным комплексом, так и с его ппру-ватдекарбоксилазным компонентом). Неорганический пирофосфат и нуклеозиддифосфаты влияния не оказывали. Значение кажущейся константы Михаэлиса для всех мононуклеотидов было одинаковым [455].
Отсутствие специфичности в действии нуклеозидмо-пофосфатов и аналогичный нм эффект неорганического фосфата указывают на то, что влияние всех этих компонентов направлено на один и тот же участок молекулы пируватдегидрогеназного комплекса. Идентичен ли он с участком связывания ацетил-КоА, пока неясно. Известно лишь, что кажущаяся константа ингибирования пируватдегидрогеназного комплекса для ацетил-КоА увеличивается в присутствии фосфата примерно в 40 раз [457].
Предполагается, что действие АМФ конкурентно по отношению к ацетил-КоА, кроме того, показано, что в присутствии данного мононуклеотида сродство пируватдегидрогеназного комплекса к пирувату повышается примерно в шесть раз [471].
Действие гуанозинтрифосфата
Гуанозинтрифосфат, взятый в сравнительно низкой концентрации, ингибирует окислительное декарбоксили-рование пировиноградной кислоты как в полной системе, так п при исследовании первой стадии реакции, катализируемой ппруватдекарбоксилазой [455]. Таким образом, ингибирующее действие ГТФ, как и ацетил-КоА, направлено на тиаминовый компонент комплекса, но в данном случае оно не конкурентно по отношению к пирувату.
Ингибирование гуанозинтрпфосфатом специфично, и др гпе иуклеотндтрифосфаты влияния не оказывали. Не сказывалось и добавление магния в разных концентрациях. Влияние ГТФ в значительной степени снималось
183
гуанозиндифосфатом (ГМФ п АДФ влияния не оказывали). В равновесных условиях ГТФ связывался с пируват-декарбоксилазой пируватдегидрогеназиого комплекса в количестве двух молей на моль белка.
Гуанозинтрнфосфат не влиял на степень ингибирования фермента ацетил-коэнзимом А. В свою очередь ингибирующее действие ГТФ не изменялось в присутствии ацетил-КоА [455]. По-видимому, участки связывания двух ингибиторов различны и независимы один от другого. В пользу этого свидетельствуют и данные, приведенные выше: 1) ацетил-КоА, в противоположность ГТФ, действует конкурентно по отношению к пнрувату; 2) ингибирование ацетил-коэнзимом А предотвращается нуклео-зндмонофосфатами, а ингибирование ГТФ — гуанозиндн-фосфатом.
Изменение активности пируватдегидрогеназиого комплекса в присутствии промежуточных продуктов гликолиза
Исследовали влияние фруктозо-1,6-дифосфата, фрук-тозо 6-фосфата, глюкозо-6 фосфата, 3-фосфоглнцерино-вой кислоты, фосфоенолпирувата, диоксиацетонфосфата и глицеральдегид-3-фосфата. Все эти соединения оказывали активирующее действие на ферментативную активность пируватдегидрогеназиого комплекса [471]. Наиболее выраженный эффект наблюдали с фруктозо-1,6-дифосфатом. В его присутствии кажущаяся К™ для пирувата уменьшалась в четыре раза. Значение кажущейся Кт для самого фруктозо-1,6-днфосфата составляло величину порядка 4,5-10-5М. В присутствии ацетил-КоА она увеличивалась примерно в 9 раз, что как будто бы говорило в пользу конкурентного характера взаимоотношений двух указанных метаболитов. Однако в действительности взаимоотношения между ними более сложные, чем простая конкуренция. На это, в частности, указывает то, что ингибирующее влияние ацетил-КоА все еще проявляется даже при насыщающей концентрации фруктозо-1,6-дифосфата, когда кривая зависимости скорости ферментативной реакции от концентрации активатора выходит на плато. Действие фруктозо-1,6-дифосфата направлено на ннруватдекарбокенлазный компонент пируватдегидроге-назиого комплекса [471].
184
Зависимость пируватдегидрогеназной активности от соотношения окисленной и восстановленной
форм НАД
Пируватдегидрогеназный комплекс из Е. coli сильно ингибируется восстановленной формой НАД [102, 200]. Эго объясняется, по видимому, конкуренцией восстановленного кофермента с его окисленной формой за активный центр фермента, так как степень ингибирования зависит не от абсолютной концентрации НАДН, а от соотношения окисленной и восстановленной форм коэнзима в среде [471]1. Отметим, что сродство НАДН к ферменту выше, чем НАД+. Это важно при рассмотрении вопроса
