Регулфяция метаболизма - Ньюсхолм Э.
Скачать (прямая ссылка):
инсулина
Голодавшие 40 ч » .» 61 380 83 340 .--- _ --- ---
Нормальное Фтор ацетат 33 800 700 2000
(0,22 мМ)
1 Перфузию проводили в течение 15 или 30 кие в присутствии глюкозы и ннсу-лина. Состояние животных, сердце которых б<ралн для анализа, указано в таблице. Все добавки, указанные в таблице, делались в перфуаионную среду. Животным с аллоксановыы диабетом делали инъекцию инсулина за 24 ч до опыта [б, 14» 36, 37, 40]. '
Происходящее в результате увеличение концентрации глюко-зо-6-фосфата ингибирует гексокиназу (рис. 32).
Чтобы проверить правомочность этой теории, определяли внутримышечное содержание цитрата [37]. Оказалось, что в перфузируемом сердце окисление этих субстратов приводит к четырехкратному увеличению содержания цитрата (табл. 13). Однако результаты таких экспериментов только согласуются с теорией, но отнюдь не доказывают ее. Одна специфическая проблема состоит в том, что цитрат образуется внутри митохондрии и, следовательно, для ингибирования фосфофруктокиназы он должен пройти через митохондриальную мембрану. Перенос ионизированных соединений (в том числе и цитрата) через митохондриальную мембрану был отчетливо продемонстрирован при исследовании митохондрий печени [3, 38]; в ми-
Рис. 31. Влияние АТФ на активность фосфофруктокиназы в присутствии
я в отсутствие цитрата.
Глюкоза
“1”
! Клеточная мембрана
Гяюкоза •
_> р.6.ф
Ф-6-Ф
-+ФДФ-
Митохондрия
НТК
-+Пиру ват
Цитрат+-^г Ацетил-КоА 4—^----------Пируват
\ *X_>'g
Оксалоацетат \
______J КоА-производное
жирной кислоты
Рис. 32. Регуляция гликолиза и окисления пирувата в мышцах цитратом
я ацетнл-КоА.
тохондриях сердечной мышцы также была идентифчцирована специфическая система транспорта цитрата [39].
В пользу теории регуляции фосфофруктокиназы цитратом свидетельствует достаточно много косвенных доводов.
а. Ингибирующее действие жирных кислот не наблюдалось в присутствии ингибиторов электронтранспортной цепи (например, цианида). В этих условиях скорости поглощения глюкозы и гликолиза и содержание гексозофосфатов не изменялись в присутствии жирных кислот и т. д. [6, 14]. Следовательно, присутствие жирных кислот per se не вызывает ингибирования фосфофруктокиназы.
б. При перфузии изолированного сердца крысы фторацета-том поглощение глюкозы подавляется, а скорости гликолиза и накопление гексозомонофосфатов снижаются [40]. Все эти эффекты можно объяснить увеличением содержания цитрата, которое происходит при перфузии сердца фторацетатом. После проникновения в клетки фторацетат активируется с образованием фторацетил-КоА и затем превращается в фторцитрат в реакции, катализируемой цитрат-синтазой.
КоА-АТФ АМФ Оксалоацетат
F-ацетат ------^ ----> F-ацетил-КоА —---—Ь F-цитрат
п Тиокиназа Цитрат-синтаза Г
Фторцитрат является конкурентным ингибитором аконитазы
и, следовательно, вызывает накопление цитрата. Таким образом, влияние введения фторацетата на гликолиз и фосфофрук-токиназу предсказывается теорией регуляции цитратом.
в. В серии элегантных экспериментов Рэндл и сотрудники изучали изменения концентраций метаболитов, происходящие при выведении системы из стационарного состояния; такие изменения известны под названием «временные». После перехода от перфузии сердца глюкозой к перфузии глюкозой с ?-оксибутиратом или ацетатом определяли содержание аце-тил-КоА, цитрата и глюкозо-б-фосфата. Если содержание ацетил-КоА в ткани достигало нового стационарного уровня приблизительно через 1 мин после изменения состава перфу-зата, то новый стационарный уровень цитрата устанавливался приблизительно через 10 мин (табл. 14) [41]. С таким же замедлением происходило максимальное накопление глюкозо-б-фосфата и снижение скорости фосфорилирования глюкозы [42]. Таким образом, наблюдается одинаковая временная зависимость изменений концентрации цитрата и глюкозо-б-фосфата и скорости фосфорилирования глюкозы.
Изменения содержания АТФ, ацетил Ко А, цитрата и глюкозо-6-фосфата '' и скорости фосфорилирования глюкозы в перфузируемом сердце после перехода от перфузии глюкозой к перфузии глюкозой с ацетатом1
Продолжи Содержание метаболитов в перфузируемом сердце, Скорость фосфори
тельность нмоль/г сырого веса лирования
АТФ ацетил-КоА цитрат ГЛЮКОЗО-6-
фосфат
0,0 5250 5 12 325 1625
