Регуляция ферментативной активности - Коэн Ф.
Скачать (прямая ссылка):
(P. Cohen, ed.), vol. 1, Elsevier Biomedical, Amsterdam,
pp. 33—62, 1980.
58. Hardie D. G. In: Molecular Aspects of Cellular Regulation
(P. Cohen, ed.), vol. 1, Elsevier Biomedical, Amsterdam,
pp. 33—62, 1980.
59. McGarry J. D., Foster D. W. Ann. Rev. Biochem., 49, 395—420
(1980).
60. Dentcm R. N., Hughes W. A. Int. J. Biochem., 9, 545—552
(1978).
61. Randle P. I. Phil-Trans. Roy. Soc. Lond. Series В (1983) (in press).
62. England P. J. In: Molecular Aspects of Celluar Regulation
(P. Cohen, ed.), vol. 1, Elsevier Biomedical, Amsterdam,
pp. 153—173, 1980.
63. Haiech I., Demaille I. G. Phil. Trans. Roy. Soc. Lond. Series В
(1983) (in press).
64. Cohen P. In: Molecular Aspects of Cellular Regulation (P. Cohen, ed.), vol. 1, Elsevier Biomedical, Amsterdam, pp. 255—268, 1980.
65. Nimmo H. G., Cohen P. Adv. Cyc. Nuc. Res., 8, 145—266 (1977).
66. Cohen P., Altken A., Damuni Z. et al. In: Post-translational Covalent Modifications of Proteins for Function (В. C. Johnson), Academic Press, New York and London, 1983 (in press).
67. Klug G. A., Botterman B. R., Stull J. T. J. Biol. Chem., 257, 4688—4690 (1982).
68. Yamauchi Т., Nakata H., Fujisawa H. J. Biol. Chem., 256, 5404—5409 (1981).
69. Stewart A. A., Ingebrilsen T. S., Manalan A., Klee С. B„ Cohen P. FEBS Lett., 137, 80—84 (1982).
70. Adelstein R. S., Eisenberg E. A. Ann. Rev. Biochem., 49, 921— 956 (1980).
71. Exton I. H. J. Cyc. Nuc. Res., 5, 277—287 (1979).
72. Studer R. K., Borle A. B. J. Biol. Chem., 257, 7987—7993
(1982).
73. Ingebritsen T. S., Gibson D. M. In: Molecular Aspects of Cellular Regulation (P. Cohen, ed.), vol. 1, Elsevier Biomedical, Amsterdam, pp. 63—93, 1980.
74. Damuni Z., Cohen P. Eur. J. Biochem., 129, 57—65 (1982).
75. Buhrow S. A., Cohen S., Staros J. V. J. Biol. Chem., 257, 4019—4022 (1982).
76. Kasuga М., Zick Y., Blithe D. L., Crettaz М., Kahn C. R. Nature, 298, 667—669 (1982).
77. Sefton В. M„ Hunter Т., Beemen K, Eckhart W. Cell, 20, 807— 816 (1980).
78. Denton R. М., Brownsey R. W„ Belsham G. J. Diabetologia,
21, 347—362 (1981).
79. Chock P. B., Rhee S. G„ Stadtman E. R. Ann. Rev. Biochem.,
49, 813—843 (1980).
5. Регуляция ферментативной активности путем ковалентной модификации, отличной от ограниченного протеолиза и фосфорилирования
В соответствии с генетическим кодом при синтезе белков используются 20 разных аминокислот, одиако in vivo обнаружено более 150 их производных, и поэтому ясно, сколь велика роль посттранслядионной модификации [1]. Наиболее часто встречаются производные, образующиеся в результате фосфорилирова? ния и гликозилирования боковых цепей и ацетилиро-вания а-аминогрупп. В настоящей главе рассмотрены ферменты, активность которых регулируется путем ковалентной модификации, не являющейся ограниченным протеолизом или фосфорилированием.
5.1. Регуляция активности глутамиисинтетазы Е. coli путем аденилирования и уридилироваиия
5.1.1. Ингибирование по типу обратной связи
Центральное место в азотистом обмене у микроорганизмов занимает глутамин, так как обычно не свободный аммиак, а его амидная группа служит донором азота при синтезе триптофана, АМР, СТР, глюкозамин-6-фосфата, гистидина и карбамоилфосфата. Кроме того, а-аминогруппа глутамина используется в качестве источника азота для синтеза глицина и аланина, осуществляемого при действии специфических трансами-наз. Естественно было ожидать, что именно глутамин-синтетаза как первый фермент сильно разветвленного пути, ведущего к синтезу широкого круга различных метаболитов, служит первичной мишенью для регуляторных воздействий. Однако механизм регуляции активности этого фермента, установленный Э. Стэдманом и его сотрудниками, оказался необычайно сложным.
Е. coli имеет только одну глутаминсинтетазу; было показано, что in vitro фермент ингибируется всеми восемью конечными продуктами метаболизма глутамина (рис. 5.1), при этом на него не оказывает влияния ни один из 50—60 исследованных метаболитов [2]. Каждый из конечных продуктов метаболизма глутамина вызывает (даже в насыщающей концентрации) лишь частичное ингибирование, однако действие ингибиторов является аддитивным, поэтому в условиях избытка всех восьми конечных продуктов наблюдается почти полное ингибирование глутаминсинтетазы. Установление этого феномена, получившего название кумулятивного ингибирования по типу обратной связи, позволило сделать три вывода: каждый ингибитор
а-Кетоглутарат
NADPH
- NH3
(а)
NADP V!
Глутамат
АТР
ADP
+ Pj-*^
О О
HOCCHCH2CH2C/yH2,
nh2
о
NHgCOP
Карбамоилфосфат
СН2ОР
ГА-6-Ф-
NH2
Триптофан
нс=ссн2сн I I
N. N ЧС'
Г истидин
.YHo р
“I N* VN*
соон Лс. I п сн АМР
f > HCvy
NH2o''^N^ Рибозо-5-Ф
Рибозо*5*Ф
СТР
Рис. 5.1. Пути образования и превращения глутамина. Атомы
азота, поступающие от глутамина, обозначены подчеркнутыми буквами [3]. а — глутаматдегидрогеназа, б — глутаминсинтетаза. ГА-6-Ф — глюкозамин-6-фосфат.
