Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Ньюсхолм Э. -> "Регулфяция метаболизма " -> 32

Регулфяция метаболизма - Ньюсхолм Э.

Ньюсхолм Э., Старт К. Регулфяция метаболизма — М.: Москва, 1977. — 407 c.
Скачать (прямая ссылка): regulyaciyametabolizma1977.djvu
Предыдущая << 1 .. 26 27 28 29 30 31 < 32 > 33 34 35 36 37 38 .. 167 >> Следующая

Согласно простой «последовательной модели» Кошландя, существует только одна форма белка в отсутствие лиганда. При связывании лиганда симметрия не сохраняется, так как конформационное состояние протомера, связавшего лиганд, отличается от конформации остальных протомеров. Насыщенный лигандом протомер взаимодействует с другими протомерами таким образом, что микроскопические константы связывания либо увеличиваются (положительный кооперативный эффект), либо уменьшаются (отрицательный кооперативный эффект).
Проявление отрицательной кооперативности исключает действие симметричной модели, тогда как наличие кинетики Хилла исключает действие простой ^последовательной модели». Изменение конформации белка R при связывании субстрата должно находиться в точном соответствии с изменением частичного насыщения белка Уэ; в случае простой «последовательной модели» эти изменения совершенно независимы. Различить две модели можно, исследуя время релаксации: существование реакций, независимых от концентрации белка и лиганда, свидетельствует в пользу симметричной модели, тогда как в случае простой последовательной модели все реакции зависят от концентрации лиганда.
Д. КИНЕТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ДЛЯ ОБЪЯСНЕНИЯ
СИГМОИДНОИ ЗАВИСИМОСТИ
Две модели, рассмотренные ранее, постулировали, что сигмоидный характер графика зависимости начальной скорости от концентрации субстрата обусловлен негиперболическим связыванием субстрата ферментным белком. В случае реакции между кислородом и гемоглобином не остается сомнений в том,, что кинетика присоединения четырех молекул кислорода к одной молекуле гемоглобина действительно носит сигмоидный характер. Однако в случае ферментативной реакции начальную скорость определяют, прослеживая превращение субстрата в продукт, причем часто принимается, что скорость непосредственно связана с количеством субстрата, присоединившегося к ферменту. Иными словами, допускается, что свободные формы фермента и субстрата находятся в равновесии с фермент-субстратным комплексом и только концентрация последнего определяет скорость суммарной реакции. Проблему эту можно выразить следующим путем:
*+i *+i *
НЬ + Оа ч==* НЬ02, E+S ==fc ES —->¦ Е+Р,
R— 1 k—x 1
Поэтому для сравнения с гемоглобином следует измерять только связывание фермента субстратом, тогда как почти во всех случаях исследования кооперативных эффектов в ферментах измеряется суммарное превращение субстрата в конечный продукт. Если реакций E + S^ES очень близка к состоянию равновесия и скорость образования продукта находится в простой и непосредственной зависимости от концентрации комплекса ES, кооперативность (определяемая по скорости образования продукта) может интерпретироваться как кооперативное связывание субстрата. Но если распад комплекса ES с образованием Е + Р, определяемый k+2, протекает более сложно (включает более одной реакции), усложнение кинетики может привести к тому, что скорости реакции в отсутствие кооперативного связывания субстрата будут описываться сигмоидными кривыми.
1. МОДЕЛЬ РЭБИНА
По-видимому, наиболее простая кинетическая модель (рис. 14) была предложена Рэбином [24].
На первом этапе образуется фермент-субстратный комплекс E'S, который изомеризуется, претерпевая конформаци-онное изменение, в комплекс E"S. Комплекс E"S распадается на Е" и продукт реакции Р. Следовательно, существуют два структурных изомера фермента Е' и Е", причем первый из них термодинамически более устойчив. Предполагается, что стадией, лимитирующей скорость реакции (т. е. наиболее медленной стадией во всей последовательности реакций), является превращение E'S в E"S, определяемое константой скорости k+2. Предполагается также, что переход Е" в Е' происходит относительно медленно. Таким образом, появление свободной формы Е" и непосредственное соединение Е" с S позволяет обойти лимитирующую стадию (E'S—HE"S) в цепи реакций. Свободная энергия, необходимая для превращения Е' в Е", обеспечивается суммарной реакцией превращения субстрата в продукт. Если константа скорости k+2^k-2 (т. е. превращение E'S в E"S практически необратимо), термодинамическим следствием явится то обстоятельство, что сродство Е" к S будет намного выше, чем Е' к S (kLi/k+i^kLi/k+i), впротивном случае был бы возможен переход от Е' (через E'S, E"S и Е") вновь к Е' без каких-либо химических изменений, но с общим изменением AG°, что противоречило бы первому закону термодинамики.
При низких концентрациях S концентрация E'S окажется низкой и, следовательно, скорость превращения E'S в E"S (которая зависит от концентрации E'S) будет намного ниже
скорости превращения Е" в Е' (т. е. &_4). Следовательно, в любой отрезок времени лишь очень незначительное число молекул будет находиться в конформации Е". Таким образом, скорость катализа будет низкой. При более высоких концентрациях субстрата повышается концентрация E'S, скорость превращения E'S в E"S увеличивается и число молекул с конформацией Е" возрастет. Соответственно повышается вероятность, что Е" будет скорее реагировать с субстратом, не-
Предыдущая << 1 .. 26 27 28 29 30 31 < 32 > 33 34 35 36 37 38 .. 167 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed