Биохимия мембран. Кинетика мембранных транспортных ферментов. Том 5 - Кометиани З.П.
ISBN 5-06001355-3
Скачать (прямая ссылка):
получится последовательность этапов, изображенная на схеме 7.
Для завершения принципиальной схемы необходимо сформулировать правила,
которые будут определять закономерность чередования основных
функциональных состояний фермента. Для этого исходным положением был
выбран факт существования трансмембранного транспорта катионов и
существование окклюдированных
100
Схема 7
(внутримембранных) состояний катионов. Схематически это можно представить
следующим образом:
г к
ж А
^ V ^ ^ А ^ * л
Шк
Здесь индекс i и открытый слева квадрат означают внутриклеточную
ориентацию катионных участков системы, индекс о и открытый справа квадрат
- внутриклеточную ориентацию, а индекс т и закрытый квадрат -
окклюдированное состояние. На основе этой последовательности становится
возможным отдельные ступени Na, К-АТФазного цикла объединить в единую
логическую последовательность, используя для этого достоверные
экспериментальные факты. Сетка правил, приведенная на схеме 8, позволяет
составить с использованием минимальной модели принципиальную схему работы
Na, К-АТФазной системы.
На схеме 8 и /77# означают число занятых катионами
участков, по и то - число свободных катионных участков. Для сравнения по
краям схемы приведены традиционные обозначения Ei, Е\Р (Na-форма) и Е2,
Е2Р (К-форма). Легко заметить, что внешне схема 8 мало отличается от
принципиальной схемы Поста- Альберса и различных ее вариантов (J.
Robinson, М. Flashner, 1979), однако между ними существует принципиальная
разница.
Схема 8 представляет набор правил чередования определенных состояний
фермента, которые индуцируются лигандами и, возможно, конформационными
переходами. Схема допускает связывание других лигандов (например, Mg2+,
свободного АТФ и т. д.), если при этом соблюдается закономерность
чередования. Схема не уточ-
101
UJ
nc] EiO~
i \
С
- nit
Э
mo
С
&
Э
fi.0
n" F0P
К
no_ ?0P
J
[ШЕдР
f f
I0
U(tm) E0P
''
7пв]ег sr>
няет число и вид транспортируемых катионов. Под п и т можно подразумевать
любое целое число и нуль, а под х и у противотранс-портируемые катионы,
например ионы Na+ и К+, Na+ и Rb+, Н+ и К+ и даже обмен катионов одного
вида. Согласно схеме, Na, К-АТФазная система может катализировать
гидролиз АТФ в отсутствие иона Na+ и К+. Эти переходы были включены в
схему, так как существование уабиан-чувствительной Mg-АТФазы не вызывает
сомнения. Особо следует подчеркнуть, что эти правила касаются чередования
состояний одной субъединицы и допускают ее сопряжение с переходами другой
субъединицы димера. Следовательно, схема допускает существование и
последовательного и одновременного транспорта катионов, а также
существование как "бинарной" (различные катионные участки осуществляют
разнонаправленный транспорт), так и "унитарной" (транспорт в обоих
направлениях осуществляют одни и те же участки) системы участков.
На заключительном этапе из схемы 7 можно получить полную кинетическую
схему Na, К-АТФазы, используя схему 8 и определяя состояние субъединиц
димера, ориентацию их катионных участков и согласуя полученную
последовательность с рядом экспериментально полученных условий,
перечисленных выше. Однако здесь не приводятся эти рассуждения;
заинтересованный читатель может ознакомиться с обширным материалом по Na,
К-АТФазе по специальным публикациям1. Авторы полагают, что приведенные
выше этапы построения кинетической схемы Na, К-АТФазы хорошо иллюстрируют
применение новых кинетических методов для анализа сложных кривых.
1 См.: Кометиани 3. П. Молекулярный механизм Na, К-АТФазной системы//
Биол. науки. 1987. № щ. С. 89-99.
102
6.5. О некоторых аспектах математической обработки данных
В настоящем разделе будут рассмотрены некоторые вопросы, которые
обязательно возникают при математическом анализе экспериментальных
кривых. В первую очередь это относится к правильному определению ошибки
эксперимента. Когда в практике стали широко применять линейные анаморфозы
уравнения Михаэ-лиса-Ментеи, началось обсуждение вопроса о том,
равноценны ли с точки зрения статистики эти графики. Ведь при
преобразовании начального уравнения ошибка измерения переменных всегда
изменяется определенным образом. Оказалось, что наименее пригодным для
определения параметров Кшах и Km является именно график двойных обратных
величин, чаще других применяемый в линейной кинетике (появились
рекомендации применять большей частью график v от v/S или прямой график,
введенный Э. Корниш-Боуден и Р. Эйзентелем (Э. Корниш-Боуден, 1979; М.
Walter, 1974; В. Мап-nervick, 1975).
В нелинейной кинетике корректное определение статистической ошибки не
менее важно. Надо, однако, обратить внимание на следующее: в гл. 3 и 4
было показано, что основной информацией, которую реально можно получить
из графиков дробно-рациональных функций, являются, в первую очередь,
степенные показатели, а конкретные значения величин пересечений с осями,
будучи сложными комбинациями кинетических констант, с трудом поддаются
