Молекулярные основы действия ферментов - Севери Г.А.
Скачать (прямая ссылка):
Са2+ оставались неясными, описанные факты послужили основанием гипотезы,
связавшей нервное возбуждение мышц и выделение Са2+ в цитоплазму с
ускорением процесса гликоге-нолиза [9, 47, 114].
Исследование кинетики активации КФ в зависимости от концентрации Са2+
и кинетики связывания его с ферментом показало, что между этими
процессами существует корреляция. Величины
3*
67
констант диссоциации и Кт довольно хорошо совпадали [9]. Однако
оказалось, что различные формы КФ обладают различной чувствительностью к
ионам Са2+. Концентрация металла для по-лумаксимальной активации
фосфорилированного фермента соответственно равна 1,6 и 0,6 мкМ при pH 6,8
и 8,2, а для неактивированной КФ эта величина равна 16 мкМ при pH 8,2
[19]. На основании этих данных можно было заключить, что изменение
концентрации Са2+, а также фосфорилирование фермента и, по-видимому,
изменение концентрации ионов Н+ в клетке взаимосвязаны и непосредственно
влияют на регулирование активности КФ-
О связи между регуляцией активности КФ ионами Са2+ и мышечным
сокращением свидетельствовали данные ингибирования ферментативной
активности при добавлении изолированного СПР и реактивации ее при
добавлении Са2+ [9], а также результаты, полученные на протеин-
гликогеновом комплексе, содержащем все ферменты синтеза и распада
гликогена и в какой-то степени имитировавшем функционирование фермента в
мышечной клетке [8]. Гистохимические исследования, показавшие локализацию
глико-геновых частиц вдоль тонких филаментов, указывали на возможность
взаимодействия ферментов обмена гликогена с миофибрил-лярной фракцией
[135]. Это подтверждалось также работой По-глазова и др. [136, 137], в
которой наблюдали специфическую активацию КФ актином - основным
структурным белком тонких мышечных волокон.
В изолированном протеин-гликогеновом комплексе не происходило
превращение ФБ в ФА в отсутствие Са2+. При микро-молярной концентрации
металла наблюдавшаяся активация процесса еще более возрастала при
добавлении гликогена, который в отсутствие Са2+ ингибировал реакцию,
несмотря на достаточное количество присутствующих Mg2+ и АТФ, также
важных регуляторов активности КФ [8].
В пользу зависимого от Са2+ связывания КФ со структурными компонентами
клетки служили опыты, в которых происходила сорбция фермента на везикулах
СПР в присутствии 10 мкМ Са2+ и десорбция при уменьшении его концентрации
в среде [138]-Образование комплекса КФ с мембранами СПР, сопровождавшееся
повышением ферментативной активности, могло быть связано с действием
липидной фракции мембран [60].
Полная зависимость КФ от Са2+ была показана не только для фермента из
скелетных мышц кролика, но и КФ из мышц других животных и КФ из сердца.
Интересно отметить, что для фермента из мышц акулы активация Са2+
является основным способом ее регуляции, так как она не фосфорилируется в
присутствии различных протеинкиназ или путем аутофосфорилирования. Для
по-лумаксимальной-активации КФ акулы требовалось Зх Ю-7 М Са2+
[139]. Активность КФ из сердца полностью ингибировалась 0,5 мМ ЭГТА и
восстанавливалась при добавлении Са2+; для неактивированной и
фосфорилированной КФ сердца величины Кт для Са2+-
68
соответственно равны 1,94 и 1,35 мкМ [37]. Весьма высокая
чувствительность к ионам Са2+ характерна для КФ кровяных пластинок, для
которой определены две величины Ка' 0,25 и 2,5 мкМ
[140]. Следует также отметить, что при агрегации тромбоцитов наблюдали
значительную активацию гликогенолиза ионами Са2+
[141]. Таким образом, исследованиями препаратов КФ, полученных из
различных источников, подтверждалась активация их ионами Са2+, однако
характеристики этой активации зависели от физиологических особенностей
ткани. В целом ряде случаев потребность в Са2+ не являлась абсолютно
необходимой, от 50 до 90% активности обнаруживалось при добавлении ЭГТА.
Так, например, активность КФ печени зависит от Са2+ не более чем на 30-
40% [142-144]. В отсутствие Са2+ активна также КФ жирового тела
шелкопряда [145], летательных мышц мясной мухи
[146]. Изучая активность КФ различных тканей крысы, японские авторы
подразделили ее на два типа: мышечный и печеночный. К первому типу
отнесли фермент, обладающий сильной зависимостью от Са2+ - КФ из
скелетных мышц и сердца, а ко второму - слабо зависимую от Са2+ - фермент
из печени, почек, селезенки и легких, КФ мозга занимала промежуточное
положение^
[147]. При изучении активности КФ лейкоцитов человека оказалось, что
требовавшаяся для неактивированной формы фермента концентрация Са2+ была
равна 10-7-5хЮ-6 М, а активированная форма проявляла свою активность в
области концентраций от 10-9 до 10-3 М [148].
В связи с высокой чувствительностью фермента к протеолизу, образование
разных форм КФ, активность которых в большей или меньшей степени зависит
от Са2+, связано, возможно, с действием тканевых протеиназ. Но в
литературе отсутствуют какие-либо сведения, подтверждающие это
