Регулфяция метаболизма - Ньюсхолм Э.
Скачать (прямая ссылка):
SgQ-a .^e§5fcg0-g « я а5;л* °«а^акг
* u <J> rv _ SP.Q.O 5Г
gS®owe2|°B(3|i_ о * I x„SsS1* &я
о Х< S< S Ч К 5 * ч
SbS|§-g|B?gt3og
g®g|-&gg-*g? 3g
-M К Q <3 о 8 “ §>
к Ы 2°*в я 3 е
S 33 в й в д g g g
_ я s о 5 р р. о*
|_s?S§g&lS|c&
гоИ«С|3~е^Ы5<^«
jfcg Р. ® О to itf О» *в
s а X. H ? 2§~.«
5 5Я'’0‘ a S n еч S
99% Рг*). Например, четырехкратное увеличение [X] будет ингибировать Е2 и активировать Еь что приведет к доминированию Ei и быстрому переходу Рг в Рг*. Так как положение .равновесия реакции* катализируемой Et, может составлять 99% формы Рг*, четырехкратное изменение концентрации X способно в этой регулирующей системе изменять активность регуляторного фермента в пределах от 1 до 99% его максимальной активности.
Более того, как следует из табл. 4, увеличение [X] меньше чем на 20% способно изменить соотношение активностей Ei и Ег таким образом, что вызовет полное перераспределение форм Рг и Рг*. Если активности Ei и Е2 различаются очень незначительно, время достижения равновесных состояний (т.-е. 99% Рг или 99% Рг*) может быть достаточно большим. Таким образом, чем больше изменение [X] и чем выше различие между Ei и Е2, тем быстрее устанавливается равновесие реакции, катализируемой доминирующим ферментом. Основное ограничение зависимости ответной реакции фермента на изменение концентрации регулятора при аллостерическом механизме регуляции — термодинамического характера, тогда как при регуляции, основанной на ферментативном превращении форм, — кинетического. Достаточно ли велико изменение [X], чтобы вызвать достаточно быстрое превращение одной формы фермента в другую? Это будет зависеть, разумеется, от данного фермента и конкретных физиологических условий.
Сейчас известно шесть конкретных примеров ферментов, регулируемых в соответствии с разобранным типом механизма: глутаминсинтетаза из Е. coli, пируватдегидрогеназный комплекс, фосфорилаза гликогена, киназа фосфорилазы Ь, УДФГ-глюкозилтрансфераза и липаза триглицеридов. Глут-аминсинтетазная система показана на рис. 17 [27]. Пируват-дегидрогеназная система будет разобрана в гл. 3, а фосфо-рилазная система и глюкозилтрансфераза — в гл. 4 при обсуждении физиологических условий регуляции. Механизм взаимопревращений липазы триглицеридов обсуждается в гл. 5.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2.1.
ВЫВОД ФУНКЦИИ НАСЫЩЕНИЯ
ДЛЯ МОДЕЛИ МОНО—УАЙМЕНА,—ШАНЖЕ
Предполагается, что аллостерический белок существует в двух конформационных состояниях R и Т, которые находятся в равновесии. Равновесие определяется аллостерической константой L. Для упрощения вывода функции насыщения рассматривается тетрамерный белок (п=4). Микроскопическая константа диссоци-ации Кя,. отражающая сродство R-формы к лиганду, одинакова для всех связывающих участков. Аналогично Кт в случае Т-формы одинакова для всех участков связывания.
Ситуация выражается следующими равновесными реакциями:
Ro =г= =* T,
Ro-+ S =г =* Ri T. + S:* ---^ Ti
Ri + s * ---* Ra Ti+S T,
Rj + S R3 T,+s ^ =*= T,
R3+S ^ =*= R4 T.+s
Для облегчения пользования ссылками здесь используются обозначения, принятые Моно и др. Они несколько отличаются от обозначений, используемых в разд. Г.2, которые были выбраны для большего соответствия с выводом уравнения Адайра.
Кажущиеся константы диссоциации для четырех реакций в R- и Т-форме: Kd\, К&2, Кйг> К&4 и К 61, К'ач, К аз, К'ш соответственно. Эти константы статистически связаны с соответствующими микроскопическими константами диссоциации Кя и Кт, как описано далее.
Функция насыщения Ys представлена ниже как та часть общего числа лигандсвязывающих участков, которая насыщена:
у (Rj Ч~ 2R2 ~Ь 3RS -}-4R^ -j- (Тх4- 2Та~Ь ЗТ3 Ч-4Т^) ,п nq\
S 4{(Ri + Rl+RI + R,+ ig+(Te-|rT1+T,+ Ts + Tl)}* {
(Для простоты квадратные скобки в приложении опускаются.) jRi* R2 и т. д. могут быть выражены через R0 и кажущиеся кон-
станты диссоциации для четырех реакций с участием R-формы (т. е. Каи Каг и т. д.). Таким образом,
n ___ReS р __R^S RflS^
Д1— Kai • 3~~ АГчз Кй1КчгКъ *
‘ р _ RiS _ _ RoS?- Р _ RsS __ R*S4
Kit AdiKd2 * K4 • Кй4 КъКйгКъКл4 •
Эти константы диссоциации статистически связаны с микроскопической константой диссоциации Кп следующим образом:
*di=V«/CR.
Следует уяснить, что существует четыре способа присоединения лиганда к белку Ro и только один способ диссоциации лиганда от Ri. Аналогично
^d2=2/8^R»
^dS=*/2-^11 >
*<н=4 KR.
Подставляя эти значения констант диссоциации, в вышеприведенные выражения, получим
р - *ReS о _ 4R0S3
Ki— Kr . 3 /С| •
p _ SReS2 p _ RoS4
4. *
Аналогичным образом значения Tt, T2 я т. д. могут быть выражены через Т0, S и микроскопическую константу диссоциации Кт:
