Структура и функции биологических мембран - Трошин А.С.
Скачать (прямая ссылка):
Инвертаза Сахароза 3,45 • 10-2 М 35,8
в комплексе с лецитином » 2,70 • 10-2 М 45,5
Мальтаза Мальтоза 0,48 • 10-2 М 72,0
в комплексе с лецитином » 0,51 • 10-2 м 85,0
Т-Амилаза Крахмал 83,5 мг/мл 33,0
в комплексе с лецитипом » 62,5 мг/мл 31,0
Если сопоставить эти данные с вышеупомянутыми наблюдениями (Гозите, 1970), то можно будет проследить за интересной зависимостью: величина Км оказывается самой низкой для инвертазы интактных энтероцитов. По мере разрушения клеточной структуры и отделения фермента от мембраны наблюдается достоверное увеличение Км и уменьшение FMaKc. Напротив, связывание очищенного фермента с лецитином, как видно из последних данных, приводит к явлениям, противоположным тем, которые наблюдаются при солюбилизации, а именно к снижению Км и увеличению FMaKc- Однако не исключены и другие возможности. Действи
298
МЕМБРАНЫ ВСАСЫВАЮЩИХ КЛЕТОК
тельно, при изучении у-амилазной активности было обнаружено, что Км фермент — лецитинового комплекса значительно снижается, в то время как FMaKC остается без изменений (табл. 10). Напротив, Км мальтазы в комплексе с лецитином изменяется незначительно, тогда как FMaKC возрастает.
По-видимому, в настоящее время полностью объяснить полученные данные трудно. Наиболее существенным кажется тот факт, что три фермента, выделенные из одного источника и катализирующие сходные ферментативные процессы, по-разному меняют свои кинетические характеристики при структурировании на лецитиновых липосомах. При интерпретации этих фактов следует учитывать, вероятно, следующие обстоятельства. Несмотря на то что лецитиновые липосомы являются сравнительно адекватными фосфолипидными моделями биомембран, необходимо иметь в виду некоторую условность при перенесении данных модельных экспериментов на молекулярную организацию нативных мембран, так как липидные компоненты в составе клеточных мембран, несомненно, находятся в более сложной взаимосвязи с нелипидными компонентами, чем в искусственных липидно-белковых системах. Очевидно, лецитиновые липосомы являются слишком простыми моделями, которые имитируют лишь некоторые, хотя и важные, свойства нативной мембраны. По.этому и образование комплексов фермент — фосфолипид приводит к воспроизведению не всех, а лишь некоторых свойств, которыми ферменты обладают в составе естественных ферме‘нт-мембранных комплексов. Не исключено, что какие-то другие компоненты мембраны, которые в данных условиях отсутствовали, в действительности необходимы для изменения обеих кинетических характеристик (как Км, так и Ума«с) в сторону более эффективного течения ферментативного процесса. Последнее обстоятельство хорошо согласуется с представлением об относительной и абсолютной специфичности ферментов в отношении различных фосфолипидов, присутствие которых необходимо для проявления ферментом его активности (Coleman, 1973).
Кроме того, необходимо учитывать, что, по-видимому, связи различных групп ферментов и отдельных ферментов с различными точками мембраны не идентичны или по крайней мере не вполне идентичны (Crane, 1968; Eichholz, 1969). Если это так, то в отношении инвертазы, очевидно, была получена система, сравнительно удовлетворительно моделирующая естественные условия (фермент-мембранные комплексы), а для мальтаз и у-амилазы система фермент — фосфолипид оказалась менее адекватной.
В целом вся совокупность результатов исследований влияния комплек-<'ирования очищенных препаратов карбогидраз. участвующих в мембранном пищеварении, с лецитином подтверждает предшествующие наблюдения о том, что структурирование собственно кишечных ферментов на поверхности мембран энтероцитов создает условия, более выгодные для протекания мембранного пищеварения по сравнению с их действием в растворе (Уголев, 1972).
Аналогичные наблюдения были сделаны и при изучении связывания очищенных препаратов кишечных инвертазы, мальтазы и у-амилазы на лецитиновых липосомах. При этом было установлено, что структурирование этих ферментов приводит к стабилизации их активности, главным образом в щелочной среде, а активность лецитиновых комплексов инвертазы и v-амилазы стабилизируется также и в кислой среде (см. рис. 109).
ГЛАВА 16. МЕМБРАННОЕ ПИЩЕВАРЕНИЕ
299
В сходных работах были высказаны разные суждения по поводу того, как влияет присоединение фермента к мембране или присоединение к ферменту лиганда на его свойства, в частности на pH-функцию. Как правило, изменение оптимума pH или изменение вида кривой pH — активность объясняются изменением локальной концентрации Н-иопов, вызванным присутствием заряженных субстратов и (или) продуктов реакции (Goldman et al., 1965; Axen et al., 1969), а также перераспределением Н-ионов между полиэлектролитным (заряженным) носителем и водной фазой. В частности, обнаружено, что полианионные производные ряда протеолитических ферментов имеют оптимум pH, сдвинутый вправо по сравнению с таковым для растворенного фермента (Goldstein et al., 1964; Levin et al., 1964), а поликатионные дериваты этих же ферментов показывают сдвиг оптимума pH влево (Goldstein et al., 1970). Кроме того, показано, что если заряды подкладки и включенного в нее фермента (или субстрата) различны, то оптимум pH сдвигается в противоположную сторону (Wykes et al., 1971).
