Регулфяция метаболизма - Ньюсхолм Э.
Скачать (прямая ссылка):
Поддержание концентрации циклического АМФ двумя такими неравновесными реакциями обеспечивает очень простой механизм, контролирующий концентрацию этого важного регуляторного метаболита: все, что для этого требуется,—это изменение скорости одной из двух реакций. Насколько известно, в мышечных клетках изменения концентрации циклического АМФ при физиологических условиях вызываются только изменениями активности аденилатциклазы. У такого механизма есть один недостаток: большие изменения в концентрации регулятора при физиологических условиях маловероятны. Дело в том, что реакция фосфодиэстеразы — это реакция первого порядка (т. е. концентрация циклического АМФ намного ниже Кж Для расщепляющего его фермента), так что при повышении концентрации циклического АМФ в результате стимуляции аденилатциклазы активность фосфодиэстеразы тоже возрастает. Можно вычислить теоретическую зависимость между изменением концентрации регулятора и изменением активности ферментов в подобной ситуации (табл. 20). Если та-
кая зависимость существует in vivo, то экспериментальное изменение активности аденилатциклазы с помощью физиологических агентов (например, адреналина) должно приводить лишь к небольшим изменениям внутриклеточной концентрации циклического АМФ; судя по результатам, приведенным в табл. 21, так оно и есть в действительности. Напротив, экспериментальное торможение фосфодиэстеразы такими нефизиологическими агентами, как метилксантины (например, кофеином), при одновременной стимуляции аденилатциклазы приводит к большим изменениям в концентрации циклического АМФ.
Из-за ограниченной способности гормонов повышать концентрации циклического АМФ in vivo потребовалась повышенная чувствительность фермента-мишени к этому нуклеоти-
Таблица 20
Теоретический анализ изменений стационарных концентраций некоторого вещества В при изменении скоростей необратимых реакций его синтеза и расщепления1
. Активность синтезирующей Концентрация В (Х103)
1^2=103 (произвольных Va=102 (произвольных
единиц) единиц)
1 0,1 1,0
2 0,2 2,0
5 0,5 5,0
10 1,0 11,0
20 2,0 25,0
50 5,3 100,0
100 11,1'
200 25,0
Последовательность реакций:
1
В ---->- С.
Обе реакции неравновесные, и предполагается, что нх катализируют ферменты. Реакция А—>В нулевого порядка (т. е. субстрат имеется в избытке), а фермент, катализирующий реакцию В—-С, подчиняется кинетике Михаэлиса — Ментен. Кц дл субстрата В принята равной 0,1 (в произвольных единицах). Для такой ситуации можно написать уравнение
СВ,-™*.
v,-Vi '
где V» и Va — максимальные активности ферментов, иатализирующнх реакции 1 и 2 соответственно. По-видимому, аналогичная система реакций регулирует внутриклеточную концентрацию циклического АМФ: реакции 1 соответствует реакция адеиил-атциклазы, реакции 2 — реакция фосфодиэстеразы, а веществу В — циклический АМФ (см. [60]).
Влияние гормонов на содержание циклического АМФ в различных тканях [21, 24]
, Содержание
циклического
Объект н условия опыта Добавление гормона АМФ, нмоль
иа 1 г сырого
веса ткани;
Срезы печени кролика Контроль 0,4
Адреналин 1,5
(4-10-5 М) 0,3
Мышца (m. gastrocnemius), изолиро Контроль
ванная после введения животному Адреналин
(крысе) адреналина 0,2
Инкубация изолированной диафраг Контроль
мы крысы Адреналин 2,2
(5-10-5М) 0,4
Изолированное сердце крысы, рабо Контроль
тающее в условиях перфузии Адреналин 1,4
Срезы головного мозга 10-дневных Контроль 0,025
крысят Адреналин (10-5 М) 0,12
Изолированная перфузируемая пе Контроль 0,5
чень крысы Глюкагон 27,0
(1,4-10-8 М) 0,6
Печень, «фиксированная» заморажи Контроль (после инъ
ванием in situ после инъекции кры екции нормальной
