4. Лигазы(ферм-ты),их функции.

ЛИГАЗЫ (синтетазы), класс ф-тов, кат-ющих присоединение друг к другу двух мол-л; р-ция сопряжена с расщеплением пирофосфатной связи в мол-ле нуклеозидтрифосфата (НТФ) - обычно АТФ, реже гуанозин-или цитозинтрифосфата. П/клы лигаз (их пять) сформированы по типам связей, к-рые обр-ются в результате р-ции, а подп/клы - по типам субстратов. К лигазам, кат-ющим р-ции, в к-рых обр-ются связи С—О, относятся аминоацил-тРНК-синтетазы, кат-ющие ацилирование транспортных РНК соотв-ующими АМКами. Обр-ние связи С—S катализируют ф-ты, участвующие в синтезе ацильных производных коф-та А (см. Пантотеновая к-та). К ф-там, участвующим в обр-нии связи С—N, относятся амидсинтетазы (катализируют обр-ние амидов из к-т и NH₃ или аминов, напр. глутаминсинтетаза), пептидсинтетазы (катализируют обр-ние пептидной связи, напр. L-глутамилцистеинсинтетаза), цикло-лигазы (катализируют обр-ние гетероциклов, содержащих в кольце атом N, напр. фосфорибозиламиноимидазол - синтетаза) и нек-рые другие. Р-ции, в результате к-рых обр-ется связь С—С, катализируют карбоксилирующие ф-ты, содержащие в качестве кофактора биотин, напр. пируваткарбоксилаза. Ряд лигаз (напр., полидезоксирибонуклеотид-синтетаза) катализирует обр-ние фосфодиэфирных связей в нуклеиновых к-тах (т. наз. репарирующие ф-ты). В сопряженной р-ции гидролиз пирофосфатной связи может осуществляться м/у - и - или - и -фосфатными группами: В р-ции X и Y - субстраты, НДФ и НМФ - соотв. нуклеозиддифосфат и нуклеозидмонофосфат, Ф и ПФ - соотв. фосфорная и пирофосфорная к-ты.

5. Гормональная регуляция акт-сти ф-та с пом вторичных посредников.

Вторич посредниками мб след мол-лы: цАМФ, цГМФ, ИФ₃, ДАТ, Са²⁺, NO.

Ионам Са²⁺ принадлежит центральная роль в регуляции многих клет ф-ций. Изменение конц-ции внутриклет свободного Са²⁺ явл сигналом для акт-ции или ингибирования ферментов, к-рые в свою очередь регул-уют метаболизм, сократительную и секреторную активность, адгезию и клеточный рост. Источники Са²⁺ могут быть внутри- и внеклеточными. В норме конц-ция Са²⁺ в цитозоле не превышает 10^–7 М, и осн источ его явл ЭПС и митохондрии. Нейрогормональные сигналы приводят к резкому повышению конц-ции Са²⁺ (до 10^–6 М), поступающего как извне через плазматич мембрану, так и из внутрикл источников. Одним из важнейших мех-мов проведения гормон-ого сигнала в Са–мессенджерной с-ме явл запуск клет р-ций (ответов) путем активирования специфической Са²⁺-кальмодулин-зависимой протеинкиназы. Регуляторной субъединицей этого фермента оказался Са²⁺-связывающий белок кальмодулин. При повыш конц-ции Са²⁺ в кл в ответ на поступающ сигналы специфич протеинкиназа кат-рует фосфорилирование множества внутриклет ферментов – мишеней, регулируя тем самым их активность. При повыш конц-ции кальция связывание Са²⁺ с кальмодулином сопровождается конформационными его изменениями, и в этой Са²⁺-связанной форме кальмодулин модулирует активность множества внутриклеточных белков.

К внутрикл с-ме мессенджеров относят производные фосфолипидов мембран ЭКК, в частности фосфорили-рованные производные фосфатидилинозитола. Эти производные освобождаются в ответ на гормональный сигнал (например, от вазопрессина или тиротропина) под действием специфической мембраносвязанной фосфолипазы С. В результате послед-ных р-ций обр-тся 2 потенц-ных вторич мес-ра – диацилглицерол и инозитол-1,4,5-три-фосфат.

Био эффекты этих вторичных мессенджеров реализуются по-разному. Действие диацилглицерола, как и свободных ионов Са²⁺, опосредовано через мембраносвязанный Са-зависимый фермент протеин-киназу С, которая катализирует фосфорилирование внутриклеточных ферментов, изменяя их активность. Инозитол-1,4,5-трифосфат связывается со специфическим рецептором на эндоплазматическом ретикулуме, способствуя выходу из него ионов Са²⁺ в цитозоль.

Таким образом, представленные данные о вторичных мессенджерах свидетельствуют о том, что каждой из этих систем посредников гормонального эффекта соответствует определенный класс протеинкиназ, хотя нельзя исключить возможности существования тесной связи между этими системами. Активность протеинкиназ типа А регулируется цАМФ, протеинкиназы G – цГМФ; Са²⁺-кальмодулинзависимые протеинкиназы находятся под контролем внутриклеточной [Са²⁺], а протеинкиназа типа С регулируется диацилглицеролом в синергизме со свободным Са²⁺ и кислыми фосфолипидами. Повышение уровня какого-либо вторичного мес-сенджера приводит к активации соответствующего класса протеинкиназ и последующему фосфорилированию их белковых субстратов. В результате меняется не только активность, но и регуляторные и каталитические свойства многих ферментных систем клетки: ионных каналов, внутриклеточных структурных элементов и генетического аппарата.

Известно, что эффект стероидных гормонов реализуется через генетический аппарат путем изменения экспрессии генов. Гормон после доставки с белками крови в клетку проникает (путем диффузии) через плазматическую мембрану и далее через ядерную мембрану и связывается с внутриядерным рецептором–белком. Комплекс стероид–белок затем связывается с регуляторной областью ДНК, с так называемыми гормончувствительны-ми элементами, способствуя транскрипции соответствующих структурных генов, индукции синтеза белка de novo (см. главу 14) и изменению метаболизма клетки в ответ на гормональный сигнал.

Следует подчеркнуть, что главной и отличительной особенностью молекулярных механизмов действия двух основных классов гормонов является то, что действие пептидных гормонов реализуется в основном путем посттрансляционных (постсинтетических) модификаций белков в клетках, в то время как стероидные гормоны (а также тиреоидные гормоны, ретиноиды, витамин D₃-гормоны) выступают в качестве регуляторов экспрессии генов. Это обобщение, однако, не является абсолютным, и здесь возможны модификации, рассмотренные при описании отдельных гормонов.