Структура и функции биологических мембран - Трошин А.С.
Скачать (прямая ссылка):
Существуют данные относительно изменений кинетических характеристик ферментов после их структурирования на различных поверхностях. Эти различия выражаются в изменении величин Км, FMaKC, энергии активации, а также pH-функции. Например, оптимум pH сдвигается в щелочную область (на 1—2 единицы) после ковалентного связывания фермента с сополимером малеиновой кислоты и этилена (Goldstein et al., 1970). При соединении трипсина с производными политирозила (Ваг-ЕН, Katchalski, 1963) и глютаральдегидом (Habeeb, 1967) изменений pH не наблюдается. Напротив, для поликатионного производного этого же фермента характерен сдвиг pH-оптимума в кислую среду (Goldstein et al., 1970).
Возможны изменения характера кривой pH — активность за счет расширения области оптимальных значений pH вправо и влево от максимума,
290
МЕМБРАНЫ ВСАСЫВАЮЩИХ КЛЕТОК
как это происходит в случае адсорбции мембранного фермента — еукци-натдегидрогеназы митохондрий на искусственных полумембранах различного типа (Чухрай, Полторак, 1970).
Последние данные хорошо согласуются с наблюдениями, согласно которым устойчивость инвертазы к изменениям pH в составе нативных фермент-мембранных комплексов (отрезки интактной кишки) выше по сравнению с солюбилизированным ферментом (Уголев, 1967).
Аналогичные наблюдения были сделаны И. К. Гозите (1970), которая показала, что солюбилизированная инвертаза активна в более узком
Рис. 108. Влияние pH на пнвертаз-пую активность изолированных эн-тероцитов (1), их гомогенатов (2) и солюбилизированных ферментов (3)
За 100 принята максимальная активность в каждом данном опыте
Рис. 109. Влияние pH на активность очищенных препаратов (1) инвертазы (а), мальтазы (б) и 7-амилазы (в) и этих же ферментов в комплексе с лецитином (2) *<
интервале pH по сравнению с ферментом, действующим в составе изолированных эпителиальных клеток и их гомогенатов. Кроме того, солюбилизация фермента сопровождается сдвигом оптимума pH влево (в область кислых значений) (рис. 108).
И, наконец, в модельных экспериментах с фермент-лецитиновыми комплексами предварительно очищенных кишечных карбогидраз — инвертазы, мальтазы и 7-амилазы — обнаружены следующие закономерности. Оказалось, что связывание предварительно очищенных ферментов с лецитином (или адсорбция предварительно очищенных препаратов карбогидраз на лецитиновых липосомах) приводит к явлениям, противоположным тем, которые наблюдаются при солюбилизации: 1) комплексирование с лецитином способствует стабилизации активности ферментов в щелочной среде, а инвертазы — в кислой; 2) расширена зона оптимальной активности исследованных карбогидраз по сравнению с таковой для ферментов в растворе (рис. 109).
Данные, касающиеся изменения Км и FMaKC после связывания с носителями, будут рассмотрены в следующем разделе.
Итак, выше были обсуждены некоторые изменения кинетических характеристик ферментов в зависимости от условий их функционирования. Однако в настоящее время становится все более очевидным, что действия ферментов определяются не только их каталитическими, но и регуляторными свойствами, т. е. их способностью к регуляции в составе сложных ферментных цепей. В ряде исследований показано, что при изменении состояния фермента меняются и каталитические свойства, и характер действия ряда регулирующих факторов. Регулирование ферментативной.
ГЛАВА 16. МЕМБРАННОЕ ПИЩЕВАРЕНИЕ
291
активности предполагает не только субстратное регулирование, но и, по-видимому, действие физиологически активных веществ (Уголев, 1972). Первой работой, иллюстрирующей возможность прямого регулирования ферментов, участвующих в мембранном пищеварении, была работа И. К. Гозите (1970). При изучении быстрых гормональных и медиаторных эффектов обнаружена возможность прямого нейрогуморального контроля процессов мембранного пищеварения на уровне синтеза ферментов и на уровне активности последних. В частности, отмечена стимуляция активности взвеси изолированных кишечных клеток и их гомогенатов
в растворе Рингера под влиянием адреналина (в разведении 10~4). В результате применения различных методических подходов установлено, что стимулирующий эффект адреналина проявляется в большей степени на препарате солюбилизированной инвертазы, т. е. на частично очищенном ферменте, затем на гомогенатах кишечных клеток и в меньшей степени — на изолированных клетках (рис. 110). Активирующий эффект адреналина составляет 167,0, 151,4 и 127,8% для солюбилизированного фермента, гомогенатов и интактных энтероцитов соответственно.
Однако эта работа не была выполнена на очищенных препаратах инвертазы, в связи с чем ряд существенных вопросов остался неизученным. В аналогичных исследованиях на очищенных препаратах фермента, полученных хроматографией предварительно осажденного экстракта слизистой тонкой кишки крыс на ДЭАЭ-целлюлозе, было подтверждено непосредственное влияние адреналина на молекулу инвертазы.
При дальнейшем анализе механизма действия адреналина обнаружены участки типа p-рецепторов на различных препаратах фермента. В частности, оказалось, что в составе мембраны (гомогенаты слизистой тонкой кишки) эффективным является p-адреноблокатор (пропранол), но не а-адреноблокатор (фентоламин в разведении 10~4). Однако после солюбилизации и дальнейшей очистки появляется чувствительность фермента к а-адреноблокаторам с сохранением чувствительности к р-адреноблока-торам.
