Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Ньюсхолм Э. -> "Регулфяция метаболизма " -> 34

Регулфяция метаболизма - Ньюсхолм Э.

Ньюсхолм Э., Старт К. Регулфяция метаболизма — М.: Москва, 1977. — 407 c.
Скачать (прямая ссылка): regulyaciyametabolizma1977.djvu
Предыдущая << 1 .. 28 29 30 31 32 33 < 34 > 35 36 37 38 39 40 .. 167 >> Следующая

модификаций белковой структуры (за исключением специфических регуляторных участков).
Другой аспект этой модели состоит в том, что в противоположном эксперименте (т. е. когда сохраняетая постоянной концентрация Si) при высоких концентрациях S2 наблюдается субстратное ингибирование. При низких концентрациях S2 фермент находится в форме ESi, т. е. реакция протекает по кинетически выгодному пути. С увеличением концентраций S* последний конкурирует с St за фермент и постепенно повышает вклад более медленного пути (через-ES2). Следовательно» высокие концентрации S2 будут ингибировать катализируемун> реакцию. Это представляет определенный интерес, так как похожая кинетика (сигмоидность с одним субстратом и ингибирование— другим) характерна, для фосфофруктокиназной реакции (см. гл. 3). 4
В настоящее время лишь для очень незначительного числа ферментов имеется достаточно данных, позволяющих различать предложенные типы кинетических моделей и моделей равновесного связывания. Следует учитывать, что вопрос, какая же модель верна, видимо, неправомерен, поскольку разные ферменты будут, весьма вероятно, соответствовать различным моделям и, следовательно, все модели найдут частичное применение. Способ, позволяющий отличить кинетические модели от равновесных моделей связывания, основан на исследовании связывания субстрата ферментом. Для симметричной и последовательной моделей истинное присоединение субстрата к ферменту должно подчиняться сигмоидной зависимости, тогда как в случае кинетических моделей—-гиперболической. Таким образом, гиперболический характер связывания субстрата и в то же время сигмоидная кинетика реакции с большой вероятностью будут свидетельствовать в пользу кинетической модели. Конечно, изучение присоединения субстрата в отсутствие каталитической реакции связано с большими методическими трудностями. Иногда ценную информацию можно получить, используя аналоги субстрата, которые, надо полагать, присоединяются в том же самом участке, однако выводы в этом случае будут лишь предварительными. Степень связывания одного из субстратов в случае двухсубстратных ферментов со случайным механизмом можно изучать, исключая другой субстрат.
Е. ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ СИГМОИДНОИ КИНЕТИКИ
До сих пор при обсуждении сигмоидной формы кривой в этой главе мы пытались объяснить сигмоидность на основе молекулярных механизмов. При этом все время подчеркивается*
что сигмоидность обусловлена не просто взаимодействием белка с лигандом, а требует весьма сложной структурной организации белковой молекулы. Трудно себе представить, чтобы организм усложнял структуру определенных белков без всякой цели. Какие же преимущества дает клетке или целому организму сигмоидная кинетика по сравнению с гиперболической? Преимущества сигмоидной кинетики связаны с физиологическими функциями конкретных белков в организме. Одним из примеров, убедительно иллюстрирующих это утверждение, может служить сигмоидный характер кинетики связывания кислорода гемоглобином, что улучшает функциональную роль этого беЛка в качестве переносчика кислорода в крови. Другим примером преимуществ сигмоидной кинетики служит повышение чувствительности ферментов к изменениям концентрации субстратов и метаболических регуляторов.
1. ГЕМОГЛОБИН
Гемоглобин отдает кислород в капиллярах, откуда тот диффундирует в клетки тканей. В мышечных клетках связываемый миоглобином 02 передается далее на цитохромгаксид-азу митохондрий, выполняя, таким образом, роль «посредника» между первичным генератором (гемоглобином) и потребителем (цитохромоксидазой). Миоглобин — мономерный белок, содержащий один гем и связывающий кислород в соответствии с гиперболической кривой. На ранних стадиях эволюционного развития миоглобин, возможно, выполнял функцию транспорта кислорода в крови. Однако в ходе эволюции мономерный белок превратился в тетрамер, гемоглобин, кооперативно связывающий кислород. Так как кооперативность имела для животного преимущества, она была закреплена в ходе естественного отбора.
Возникает вопрос, почему сигмоидная кинетика имеет преимущество перед гиперболической в случае транспорта кислорода в крови, но не в случае внутриклеточного транспорта кислорода. Оба пигментных белка полностью насыщены кислородом при тех значениях парциального давления, которые имеют место в легких. Однако гемоглобин отдает основную часть связанного кислорода при значительно более высоких величинах парциального давления, чем миоглобин, что объясняется пороговой зависимостью сигмоидной кривой. В капиллярах мышц и других тканей действительно обнаружены такие высокие значения парциального давления, и поэтому гемоглобин способен отдавать большую часть своего кислорода в капиллярах. При этих сравнительно высоких величинах парциального давления кислорода миоглобин отдавал бы лишь
незначительную часть связанного кислорода. Относительно высокое парциальное давление кислорода в капиллярах требуется для создания необходимого градиента, обеспечивающего быструю его диффузию из капилляров в клетки тканей (т. е. через интерстициальное пространство). Скорость диффузии любого соединения зависит от градиента концентраций. Если бы миоглобин являлся переносчиком кислорода в крови, то-парциальное давление в капиллярах должно было бы быть очень низким для эффективной отдачи кислорода. В результате скорость диффузии в мышцу тоже была бы низкой, и биологическое окисление оказалось бы сильно ограниченным. Та-ким образом, биологическое преимущество гемоглобина в качестве транспортного пигмента заключается в том, что его диссоциация обеспечивает более высокую скорость снабжения-тканей кислородом, а следовательно, и более высокую интенсивность аэробного метаболизма.
Предыдущая << 1 .. 28 29 30 31 32 33 < 34 > 35 36 37 38 39 40 .. 167 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed