Кооперативные взаимодействия внутри молекул ферментов 63

2.14 Кооперативные взаимодействия внутри молекул ферментов

Аллостерические ферменты обычно состоят из нескольких субъединиц и проявляют положительную кооперативность при связывании с субстратом: связывание субстрата с одной субъединицей облегчает его связывание с другой. Существует две модели, описывающие кооперативные эффекты.

А Параллельная модель

Предложена в 1965 году Жаком Моно́, Джеффри Ва́йманом и Жан-Пьером Шанье́. Эта модель основана на представлении, что у каждой субъединицы есть свой сайт связывания субстрата. Существует два состояния: R- и Т-конформация. Субъединица в R-конформации имеет высокое сродство к субстрату, а в T-конформации

— низкое. Конформации всех субъединиц фермента взаимосвязаны: при изменении одной субъединицы, меняются и остальные. Связывание субстрата с одной субъедини-

цей фермента в T-конформации меняет третичную структуру всех субъединиц фермента и одновременно активирует их (переводит в R-конформацию).

Параллельная модель была дополнена важными положениями, касающимися аллостерических эффекторов (и аллостерической регуляции в целом):

—Субстрат связывается преимущественно с субъединицей в R- конформации.

—Аллостерический ингибитор связывается с субъединицами в T- конформации (неактивными) и стабилизирует их (сохраняет в неактивном состоянии).

—Аллостерический активатор связывается с субъединицами в R- конформации и тоже стабилизирует их.

БПоследовательная модель

Предложена Дэниелом Ко́шландом, Джорджем Не́мети и Дэвидом Филмером́ . Эта модель утверждает, что субъединицы фермента могут находиться в разных кон-

формациях. Связывание субстрата с субъединицей в T-конформации активирует её (переводит в R-состояние), после чего становится возможным изменение конформации и других субъединиц. Отличительная черта этой модели в том, что одновременного изменения конформации субъединиц не происходит. Связывание субстрата с одной субъединицей «подготавливает» и постепенно активирует другие.

Последовательная модель объясняет и аллостерическую регуляцию фермента ингибитором и активатором:

—Связывание ингибитора стабилизирует сначала одну, а потом и остальные субъединицы в T-конформации.

—Активатор же напротив сохраняет субъединицы в R-конформации.