Молекулярные основы действия ферментов - Севери Г.А.
Скачать (прямая ссылка):
аналогов АТФ, имеющих модификации по трифосфат-ной цепи. Аденозин-5/-
(а,р-метилен)трифосфат и аденозин-5'-(Р1-тиотрифосфат) обладают таким же
сродством к ферменту, как и АТФ [148, 150]. В то же время показано, что
аденозин-5'-(а,р-метилен) тетрафосфат (АрСН2ррр) является более сильным,
а аде-нозин-5'-(а,р-метилен) дифосфат (АрСН2р) - более слабым
ингибитором, чем аденозин-5'-(а,р-метилен)трифосфат (АрСН2рр) [150], а
сродство к ферменту аналогов, содержащих серу, уменьшается в следующем
порядке: аденозин-5'-(Р1-тиотрифосфат) > >аденозин-5'-(Р1-тиодифосфат) >
аденозин-5'-(Р1-тиомонофосфат) [148]. Изменение сродства ингибиторов в
данных случаях происходило, очевидно, только благодаря изменению числа
фосфатных групп.
Так как введение метиленового мостика вместо кислородного в молекуле
АТФ не влияет на заряд или общую длину полифос-фатной цепи [57], можно
считать, что вышерассмотренные примеры свидетельствуют об определенной
роли фосфатного участка в связывании субстрата аденилатциклазой. Это
заключение подтверждается также меньшим сродством к аденилатциклазе
продукта реакции - цАМФ - по сравнению с субстратом [162].
Совершенно не исследованным является вопрос о реальной конформации
субстрата в активном центре аденилатциклазы. Не известна ориентация
основания относительно рибозы. Не ясно также расположение трифосфатного
участка. Последний момент особенно важен в связи с тем, что для
осуществления реакции циклизации необходимо сближение а-фосфата с З'-
гидроксильной группой рибозы.
Некоторый свет на эти вопросы проливают данные о наличии субстратных
свойств у формицин-б'-трифосфата [159, 160]. Рентгеноструктурное
исследование кристаллов формицина показало, что, в отличие от аденозина,
имеющего антиконформацию вокруг гликозидной связи и гош-гош-конформацию
вокруг связи С (4')-С (б'), формицин имеет промежуточные син-анти- и гош-
трансконформации. Как считают Прусинер с сотр. [35], перечисленные
изменения сохраняются и у формицин-5'-монофосфата и у полиформицина.
Поэтому участие формицин-5'-трифосфата в реакции циклизации может
свидетельствовать о допустимости некоторой степени конформационной
свободы вокруг этих связей у молекулы АТФ в активном центре
аденилатциклазы.
Большой интерес представляют проведенные недавно Экштей-ном с соавт.
[157] на аденилатциклазе мозга и другими авторами [163, 164] на
бактериальном ферменте исследования стереохимии
116
реакции. Во всех трех работах обнаружена происходящая в ходе прямой или
обратной реакции инверсия конфигурации при а-ато-ме фосфора,
свидетельствующая об одностадийном механизме без образования
промежуточного аденилированного фермента.
Идентификация функциональных групп активного центра аденилатциклазы
до сих пор фактически не проводилась. Необратимое ингибирование
аденилатциклазы было показано только с помощью неспецифических реагентов,
модифицирующих аргинин,- 2,3-бутандиона и фенилглиоксаля [165, 166].
Доказательством расположения модифицируемой группы в активном центре
служила защита фермента от инактивации субстратом аденилатциклазы.
Чувствительность каталитического компонента аденилатциклазы к
сульфгидрильным ядам [115, 123] свидетельствует о наличии необходимой для
поддержания активности сульфгидрильной группы. Однако вышеперечисленные
работы не дают более точных сведений о местонахождении этих
функциональных групп в белке или их роли в катализе или связывании
субстрата.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ross Е. М., Gilman A. G. (1980) Annu. Rev. Biochem. 49, 533-564.
2. Limbird L. E., Lefkowitz R. J. (1977) J. Biol. Chem. 252, 799-802.
3. Limbird L. E., Hickey A. R., Lefkowitz R. J. (1979) J. Cycl. Nucl.
Res 5 251_____259.
4. Haga T" Haga K- Gilman A. G. (1977) J. Biol. Chem. 252, 5776- 5782.
5. Vauquelin G., Geynet P., Hanoune J., Strosberg A. D. (1977) Proc.
Natl. Acad. Sci. U.S.A. 74, 3710-3714.
€. Pfeuffer T. (1977) Biol. Chem. 252, 7224-7234.
7. Speigel A. М., Downs R. W., Aurbach G. D. (1979) J. Cycl. Nucl.
Res 5 3___17
8. Ross E. М., Howlett A. C" Ferguson К. М., Gilman A. G. (1978) J.
Biol. Chem. 253, 6401-6412.
9. Ross E. M. (1981) J. Biol. Chem. 256, 1949-1953.
10. Stri11ma11er S., Neer E. J. (1980) Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 77,
6344-6348.
11. Johnson G. L., Kaslow H. R" Bourne H. R. (1978) J. Biol. Chem.
253 7120__7123
12. Limbird L.-E, Gill D. М., Lefkowitz R. J. (1980) Proc. Natl. Acad.
Sci. USA. 77, 775-779.
13. North up J. K., Sternweis P. C., S mi gel M. D. et al. (1980) Proc.
Natl. Acad. Sci. USA. 77, 6516-6520.
14. Sternweis P. C., North up J. K., Smigel M. D., Gilman A. G. (1981)
J. Biol. Chem. 256, 11517-11526.
15. Hanski E., Sternweis P. C., Northup J. K. et al. (1981) J. biol.
Chem. 256, 12911-12919.
16. Kaslow H. R., Johnson G. L., Brothers V. M. et al. (1980) J. Biol.
Chem. 255, 3736-3741.
17. Howlett A. C.. Gilman A. G. (1980) J. Biol. Chem. 255, 2861-2866.
