Регуляция ферментативной активности - Коэн Ф.
Скачать (прямая ссылка):
метрия D3. Два Сз-тримера контактируют между собой, а три Иг-димера связывают каталитические цепи противостоящих Сз-тримеров. В зоне контакта между R- и С-субъединицами находятся атомы цинка, которые играют важную роль в их ассоциации [39]. Активные центры и аллостерические участки расположены в разных полипептидных цепях; это однозначно доказывает, что они не тождественны, и служит убедительной иллюстрацией концепции аллостерии. В настоящее время ясно, что активатор фермента АКТазы АТР и его ингибитор СТР связываются с одним и тем же участком в R-субъединице и что этот аллостерический участок находится на расстоянии около 6 нм от ближайшего каталитического центра [39]. Следовательно, влияние АТР и СТР на катализ обусловлено структурными изменениями, которые в нативном ферменте передаются через зоны контактов от R- к С-субъединицам. Следует, однако, отметить, что наличие специальных каталитических и регуляторных субъединиц не является общим правилом. Так, треонинде-заминдза, а также аспартаткиназа I—гомосериндегидрогеназа I состоят из четырех идентичных субъеди-
ниц; при этом очевидно, что активный центр и алло-стерический участок у этих ферментов расположены в одной полипептидной цепи.
2.10. Заключение
1. Общий механизм регуляции биосинтетических путей у бактерий заключается в ингибировании фермента, катализирующего первую стадию метаболического пути конечным продуктом этого пути по-типу обратной связи. Благодаря такому механизму потребность микроорганизмов в углероде, азоте и энергии минимальна, и именно этот механизм обеспечивает координированый ответ всех реакций пути на изменение содержания конечного продукта. Если бы у бактерий осуществлялась регуляция активности фермента, функционирующего не на первой, а на одной и» последующих стадий пути, это привело бы к значительному увеличению концентраций промежуточных соединений. Присутствие в каждой клетке большого числа метаболитов несомненно создало бы серьезные проблемы в отношении растворимости/ Вот почему регуляция именно первой, пусковой стадии метаболического пути имеет значение и для поддержания относительно низких концентраций метаболитов в клетке.
2. При изучении механизмов регуляции наибольшую информацию дают два типа экспериментов: анализ свойств изолированных ферментов и исследование бактериальных мутантов, у которых отсутствуют определенные ферменты. Именно исследование таких мутантов оказалось решающим при выяснении вопроса о том, функционируют ли in vivo регуляторные механизмы, постулированные на основании исследований in vitro.
3. Наличие разветвленных метаболических путей и функциональная взаимосвязь между ними предполагают, что наряду с основным типом регуляции — ингибированием конечным продуктом по типу обратной связи — существуют и другие, дополнительные. Эти механизмы, а также структуры регулируемых ими ферментов весьма разнообразны.
Литература
1. Abelson P. Н. J. Biol. Chem., 206, 335—343 (1954).
2. Umbarger H. E. Curr. Tops. Cell. Reg., 1, 57—76 (1969).
3. Umbarger H. E. In: Amino Acid Metabolism, 442—451 (McEl-roy and Glass, eds.), Johns Hopkins Press. Baltimore, 1955.
4. Umbarger H. E. Science, 123, 848 (1956).
5. Changeux J. P. Cold Spring Harb. Svmp. Quant. Biol., 26, 313—318 (1961).
6. Monod I., Changeux J. P., Jacob F. J. Mol. Biol., 6, 306—329 (1963).
7. Changeux J. P. Cold Spring Harb. Symp. Quant. Biol., 28, 497—504 (1963).
5. Freundlich М., Umbarger H. E. Cold Spring Harb. Symp. Quant.
Biol., 28, 505—511 (1963).
9. Stadtman E. R., Cohen G. N., Le Bras G., Robichon-Szulmays-ter H. J. Biol. Chem., 236, 2033—2038 (1961).
30. Yugari У., Gllvary C. Biochem. Biophys. Acta, 62, 612—614
(1962).
11. Cohen G. N. Curr. Tops. Cell. Reg., 1, 183—231 (1969).
12. Patte J. C., Le Bras G., Cohen G. N. Biochem. Biophys. Acta, 136, 245—257 (1967).
13. Wormser E. H., Pardee A. B. Arch. Biochem. Biophys., 78, 416—432 (1958).
14. Rowbury R. J. Biochem. J., 82, 24P (1962).
15. Brown K. D., Day С. H. Biochem. Biophys. Acta, 77, 170—172
(1963).
16. Cotton R. G. H., Gibson F. Biochem. Biophys. Acta, 100, 76—88 (1965).
17. Cohen G. N.. Dautry-Varsat A. In: Multifunctional Proteins (H. Bisswanger and E. Schmincke-Ott, eds.), John Wiley and Sons Inc., New York, ch. 3, pp. 49—121, 1980.
18. Kcttinka М., Cossart P., Sibilli L„ Saint-Girons I., Chalvig-nac M. A., Le Bras G., Cohen G. N., Yaniv M. Proc. Nat. Acad. Sci (USA), 77, 5730—5733 (1980).
19. Veron М., Cohen G. N. Eur. J. Biochem., 28, 520—527 (1972).
20. Truffa-Bachi P., Cohen G. N. Ann. Rev. Biochem., 42, 113—134 (1973).
21. Mally M. /., Grayson D. R„ Evans D. R. Proc. Nat. Acad. Sci (USA), 78, 6647—6651 (1981).
22. Lumsden J., Coggins J. R. Biochem. J., 169, 441—444 (1978).
23. McCarthy A. D., Hardie D. G. Eur. J, Biochem., 130, 185—193 (1983).
24. Zocher R., Keller U., Kleinkauf ff. Biochemistry, 21, 43—48 (1982).
25. Yourno J., Kohno Т., Roth J. R. Nature, 228, 820—824 (1970).
