Регулфяция метаболизма - Ньюсхолм Э.
Скачать (прямая ссылка):
ABS BBS2
Поскольку /<Гаа=1 (по условию Кошланда), связывание второй молекулы S будет осуществляться быстрее, чем первой,
если 2Кав/Каа-<.~2~Квв/Кав (положительный кооперативный
эффект), если же /Сав/КааЖвв/Кав, присоединение второй молекулы S будет происходить медленнее, чем первой (отрицательный кооперативный эффект — см. разд. Г, 3,6).
Однако константа взаимодействия (например, Дав) является еще более сложной в полимерной молекуле. Для тетрамера можно представить тетраэдрические, квадратные и линейные-взаимодействия. Эти понятия лишь классифицируют типы взаимодействия между субъединицами и не находятся в обязательном соответствии с пространственной структурой белка. В тетраэдрической модели каждая субъединица взаимодействует с тремя другими, в квадратной—с двумя соседними (предполагается, что по диагоналям взаимодействие незначительно), а в линейной — каждая из двух внешних субъединиц взаимодействует с одной соседней, тогда как обе внутренние — с двумя (рис. 9). Частичное насыщение белка субстратом для каждой модели можно выразить через раз-
Тетраэдрическая
Квадратная
Линейная
Согласованная
оооо-
SOOO
аюо
шюо
сшю
шаю"
тсс®
flsTsTsP
’{шипи"
-'Пиши
А4 А3В А2^2 АВ3
Рис. 9.
А. Четыре типа моделей взаимодействия, представленные Кошландом. Конформация Л обозначена кружками, а конформация В — квадратами ЦЦ.
Б. Схематическое изображение возможных молекулярных форм для общей модели, предусматривающей четыре субъеднииЦы, исключительное связывание и два коифор-мацнонкых состояния для каждой субъединицы. Вертикальный столбец содержит формы с одинаковым числом субъединиц в конформации В; горизонтальный ряд — формы с одинаковым количеством связанных молекул лиганда [13].
личные константы Кошланда тем же способом, каким Адайр получил выражение для 7s в случае гемоглобина в 1925 г. (см. разд. Б.2).
а) Функция насыщения для тетраэдрической модели
В этом случае вывод формул может быть произведен аналогично способу Адайра, только процесс несколько сложнее. Тетраэдрическая модель Кошланда постулирует следующие реакции:
Реакции « Константы Адайрса
А А А А A A A BS Кы
A A A BS з==зь. A A BS BS Къг
A A BS BS з==ь A BS BS BS КЬз
A BS BS BS :*=fc BS BS 3S BS Къ4
•«Константы Адайра» можно перевести в «константы Кош-ланда»:
Кы = (молекулярная форма: A3BS)
КыКъг = бКдВКвв (^sKt)2 (молекулярная форма: A2B2S2)
КыКыКъз = 4**ВК|В (KsKtf (молекулярная форма: АВ^)
КЪ1.КЬгКь3 — KgB (KsKt)* (молекулярная форма: B^J
Вывод «констант Кошланда» должен стать ясным, если принять во внимание, что существуют 4 одинаковых способа присоединения одной молекулы субстрата S, 6 способов для двух молекул, 4 способа для трех молекул и только один — для присоединения всех четырех молекул S. Кроме того, число взаимодействующих субъединиц для формы A3BS составляет
3-А—В и 3-А—А; поэтому константы /Саа и /Сав возводятся в третью степень (так как Каа—1, она исключается из уравнения). Для формы A2B2S2 число взаимодействующих субъединиц составляет одну В—В, 4-А—В и одну А—А; для AB3S — 3-В—В и 3-А—В и, наконец, для B4S4 — 6-В—В. Подставляя «константы Кошланда» в исходное уравнение Адайра, получаем следующее выражение:
у f<lB(^sKtlS]) + 3KiABKBB(KsKdsr +
5 1 + 4*1в (*s*t [SD + 6К\ВКВВ (KsKt [SD* + ¦
+ 3<в*вв (KsKt [Spa + <в (KsKt [S])«
+ 4/с1в*вв [S])3 + ^вв (KsKtIS»4''
Аналогично Fs можно вывести для квадратной и линейной моделей, причем эти выражения будут проще, чем для тетраэдрической модели.
б) Общая модель последовательных изменений конформации субъединиц
Последовательная модель Кошланда была создана на основе идеи «индуцированного соответствия», объясняющей специфичность действия ферментов. В этом случае присоединение молекулы, субстрата фактически инициирует изменение конформации, способное влиять на связывание субстрата другими субъединицами. Но это не обязательно должно служить предпосылкой последовательной модели. Разновидность этой модели допускает существование двух или более конформаций для каждой субъединицы даже в отсутствие субстрата (см. диаграмму на рис. 9, Б).
Крайний случай, когда гибридные промежуточные соединения А1В3, А2В2 и т. д. нестабильны, выражается согласован-
ной моделью (concerted model) Кошланда [13], предусматривающей одновременный (согласованный) переход всех четырех субъединиц из конформации А в конформацию В. (Как. мы увидим дальше, этот вариант последовательной модели? аналогичен модели Мон о, Уаймена и Шанжё.)
В такой согласованной модели, где все взаимодействия между субъединицами сопровождаются соответствующими изменениями конформаций, константа равновесия для конфор-мационных переходов Kt и различные константы взаимодействия— Каа, Кав и т. д. — включены в единую константу Ktc~ Частичное насыщение имеет вид
