Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Ньюсхолм Э. -> "Регулфяция метаболизма " -> 82

Регулфяция метаболизма - Ньюсхолм Э.

Ньюсхолм Э., Старт К. Регулфяция метаболизма — М.: Москва, 1977. — 407 c.
Скачать (прямая ссылка): regulyaciyametabolizma1977.djvu
Предыдущая << 1 .. 76 77 78 79 80 81 < 82 > 83 84 85 86 87 88 .. 167 >> Следующая

Очевидно, что быстрая активация фосфорилазы связана с физиологической ролью этого фермента: он обеспечивает приток энергии, которая может потребоваться для борьбы или бегства (см. разд. А.2). Необходимость быстрой инактивации будет ясна, если мы учтем свойства фосфофруктокиназы и физиологическую роль адреналина в стимуляции гликогенолиза. Адреналин выделяется при сигнале об опасности и вызывает мобилизацию гликогена — превращение его в гексозо-и триозофосфаты, которые непосредственно участвуют в фос-форилировании АДФ, для подготовки к мышечной активности. Таким образом, мышца получает источник энергии, готовый для использования в случае «борьбы или бегства». Какова будет реакция метаболических систем, если опасность минует и животному не придется прилагать экстраординарных
Теоретический анализ ситуации, в которой белок Р обратимо связывает низкомолекулярный метаболит А, а этот метаболит в результате последующей реакции необратимо превращается в продукт X.
. Эта ситуация формально аналогична взаимодействию протеинкиназы с циклическим АМФ и превращению последнего в 5'-АМФ при участии фосфодиэстеразы1 {60]
Концентрация Р= 1,0- ш-e М Концентрация Р= 1,0 -10---¦? м
Значение Константа начальная время начальная время
константы равновесия равновесная превра равновесная превра
скорости ki ([РА]/[А]х концентрация щения концентрация щения
(с---1, моль---1) Х[РЗ) свободного А, 80% свободного А, 80%
% от общей А в X, с % от общей А в X, с
концентрации концентрации
104 10* 99,0 16,2 99,9 16,1
10® 105 91,6 17,7 99,1 16,2
10« 10е 61,8 29,3 95,1 17,2
ют 10? 27,0 111,0 91,0 19,8
108 108 9,5 852,0 90,1 21,6
10» 10» 3,1 8148,0 90,0 22,0
1010 Ш10 1,0 81020,0 90,0 22,0
Реакции можно записать следующим образом:
*1
Р + А йР—. > РА.
Если даны начальные концентрации Р н А, то сначала определяют положение равновесия при &з=0. Затем это равновесие берут в качестве начального состояния для вычисления переходных состояний, которые последуют в процессе необратимого превращения А в X. Этн переходные состояния определяются парой дифференциальных уравнений
d ГРА1
—dt S - [PJ 1A] - ft2 [PA],
am <gpA] _ .ffpci _ k ГД1 dt + dt dt 3[AJ-
Так как наибольший интерес представляют случаи, в которых kz на порядок величины меньше ki или fa, оценку динамики получают путем приближения к псевдостацн-онарному состоянию для первого нз приведенных уравнений. При вычислении указанных в таблице времен превращения второе уравнение численно интегрировали на ЦВМ; при этом величину [А] при каждом приращении времени находнлн с помощью кваэиравновесного распределения непревращенного А между его связанным н свободным состояниями. Это приближение позволяет установить нижний предел_для времен превращения. Общую концентрацию Р изменяли в пределах от 0,1*10 в до 1,ОХ Х10—6 М, как показано в таблице. Общая концентрация А постоянна и равна 1.0Х Х10—6 М. Константу скорости kt изменяли, как указано в таблице, а величинам ki и кз были приданы значения 1,0 с-1 н 0,1 с—1 соответственно.
Возможно, что эта система описывает отношения между циклическим АМФ, про-теинкиназой и фосфоднэстеразой, хотя неизвестно, реалистичны ли будут в этом случае константы скоростей для различных реакций. Анализ показывает, что еслн бы концентрации протеинкиназы и циклического АМФ были примерно одинаковы, то при увеличении константы равновесия реакции между этими веществами время разрушения циклического АМФ фосфоднэстеразой очень сильно увеличилось бы. Это удлинило бы период, в течение которого протеннкиназа, а значит, и фосфорилаза остаются активными после прекращения активации аденилатциклазы (например, адреналином). Так, при константе равновесия Ю10 для инактивации фосфорилазы потребовалось бы примерно 20 ч, тогда как при константе 104 время инактивации составило бы всего лишь 16 с.
Уравнения для этой таблицы были составлены и решены д-ром Дж. Торсолом.
усилий? Фосфорилаза инактивируется, а гексозофосфаты будут снова превращаться в гликоген. Если бы фосфорилаза не могла быть быстро инактивирована, то большая часть гликогена расщеплялась бы до гексозо- и триозофосфатов, которые накапливались бы в мышце. Возможно, что при таких условиях гликолиз был бы лимитирован наличием неорганического фосфата на этапе глицеральдегид-3-фосфат— дегидрогеназы. Поэтому происходило бы накопление фруктозодйфосфата, а реакция, катализируемая фосфофруктокиназой, могла бы приблизиться к равновесию. (Хотя в скелетной мышце, возможно, имеется фруктозодифосфатаза [см. гл. 3, разд. Д.4.г], ее активность при этих условиях будет настолько низка по сравнению с активностью фосфофруктокиназы, что ее можно не учитывать.) Поскольку константа равновесия для фосфофруктокиназной реакции равна примерно 103 (см. гл. 1, приложение 1.1) и поскольку в мышце вследствие продолжающегося расщепления гликогена будет поддерживаться высокая концентрация фруктозо-6-фосфата, результатом равновесной (или близкой к равновесию) реакции фосфофруктокиназы может быть уменьшение отношения концентрации АТФ/АДФ в цитоплазме. (Это будет зависеть от отношения концентраций фруктозодифосфат/фруктозо-6-фосфат; например, если это отношение равно 100, то при равновесном положении фосфофруктокиназной реакции отношение [АТФ]/[АДФ] снизится до 0,1.)
Предыдущая << 1 .. 76 77 78 79 80 81 < 82 > 83 84 85 86 87 88 .. 167 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed