Индукция ферментов в норме и патологии - Крицман М.Г.
Скачать (прямая ссылка):
его действие может быть угнетено специфическим макромолекулярным
соединением, которое обозначается как репресс.ор. Репрессор является
генетическим продуктом. Второй геи (ген-регулятор) определяет структуру
репрессора.
Механизм кодирования в создании репрессора, который должен быть
просинтезирован раньше, чем завершится
261
синтез соответствующего фермента, авторами не раскрывается.
Согласно этой умозрительной концепции репрессор способен специфически
присоединяться к разным метаболитам, образуя комплекс с ними. Такой
комплекс, который приводит к угнетению репрессора, является
"индуцибельной" системой, а приводящий к активации представляет собой
"репрессибельную" систему. Несколько структурных генов, граничащих друг с
другом, могут объединяться, образуя единицу, обозначаемую как оперон.
Угнетающее влияние репрессора на функцию генов, принадлежащих к одному и
тому же оперону, управляется еще специальным генетическим участком,
называемым оператором. Оператор локализован на одном из концевых
участков, образующих оперон.
Таким образом, по Жакоб и Моно гены функционально неоднородны. Они
определяют структуру белка-фермента, а также структуру и специфичность
репрессора (ген-регулятор). Репрессор также выполняет несколько функций.
Он угнетает действие оперона и распознает метаболит, в присутствии
которого снимается репрессия.
Характеристика химических и метаболических особенностей репрессора также
не конкретизирована, однако согласно приведенной теории это вещество
играет главную роль в механизме индукции ферментов. Авторы полагают, что
для выполнения своих функций репрессор обладает специфическим рецептором
для распознавания эффектора и, возможно, особым рецептором для
распознавания оператора, причем взаимодействие между двумя этими
рецепторами приводит к аллостерическому переходу и, по-видимому, к
образованию комплекса между репрессором и оператором. Регуляция
активности фермента репрессором осуществляется путем изменения количества
мРНК, так как репрессор ингибирует, а снятие его действия метаболитом
активирует фермент, синтезирующий ДНК- При этом допускается, что ДНК
осуществляет двойную функцию - транскрибирование с участием РНК-
полимеразы, приводящей к образованию мРНК, и перевод ее информации в
полипептидную последовательность.
Репрессор блокирует посредством образования соединения с оператором
процесс транскрипции, начинающийся с промоторного участка, и таким путем
управляет транскрипцией оперона как целого.
262
Таким образом, по Жакоб и Моно механизм индукции различных ферментных
систем сводится исключительно к взаимодействию между индуктором и
репрессором, отражающемуся на каталитической активности всегда одной
только группы ферментов - полимераз нуклеиновых кислот. Межмолекулярные и
внутримолекулярные физические и химические закономерности, которые могли
бы служить основанием для этих особых свойств и функций полимераз, в
концепции этих авторов не показаны.
Как следует из материалов главы 3, одним из основных аргументов при
трактовке индукции ферментов как образования специфического белка de novo
из свободных аминокислот является ингибирование этой индукции
антибиотиками - пуромицином и актиномицином D.
Для выявления степени обоснованности такого представления остановимся
несколько подробнее на характеристике указанных антибиотиков и на
возможных трактовках их действия в свете механизма индукции ферментов.
Как известно, пуромицин - сравнительно сложное соединение, в состав
которого входит нуклеотид и амино-о-производпое тирозина:
Согласно общепринятому представлению, этот антибиотик оказывает
тормозящее рост бактерий действие посредством блокирования наращивания
полипептидных цепей в процессе синтеза белковых молекул.
Такое представление основывается на отмеченном Yarmolinsky и de la Haba
(1959) сходстве структуры пуро-
Пуромицин
Аминоацил - sPHK
263
мицина и аминоацил-sPHK. Это привело к появлению гипотезы, согласно
которой пуромицин, будучи построен как аналог этерефицированной РНК,
тормозит синтез белка.
Пуромицин, присоединяясь к концам незавершенных полипептидных цепей,
прерывает их рост и тем самым тормозит синтез белка. Натане и соавторы
(1965) предположили, что при этом происходит накопление коротких
пептидов.
Другие авторы (Allen, Zamecnik, 1962; Nathans, Ehren-stein et al. 1962)
допускают, что если пуромицин действует как аналог sPHK, то он может
замещать ее как акцептор карбоксила активированного пептида, образуя
пептидил-пуромицин, таким путем заканчивая рост цепи.
Имея в виду эти предположения, Nathans (1964) привел ряд доказательств в
пользу того, что пуромицин при добавлении его к культуре дикого штамма Е.
coli включается в состав белков бактерий с образованием пептидных связей.
Им показано также, что хлорамфеникол тормозит включение пуромицина в
белки. Автор трактует приведенные данные как подтверждение представления
о механизме действия пуромицина путем обрыва процесса наращивания
