хи-ха
.docxII. Регуляция каталитической активности ферментов. Бывает:
Механизмы специфической регуляции каталитической активности ферментов:
а). Регуляция путем фосфорилирования/дефосфорилирования фермента;
б). Регуляция частичным протеолизом.
1). Аллостерическая регуляция каталитической активности ферментов. Аллостерическими ферментами называют ферменты, активность которых регулируется обратимым нековалентным присоединением модулятора (активатора и ингибитора) к аллостерическому центру. Ингибиторами аллостерических ферментов часто являются конечные продукты метаболических путей, активаторами – их начальные субстраты. Активирование происходит по принципу прямой положительной связи, а ингибирование – по принципу отрицательной обратной связи.
Аллостерические ферменты играют важную роль в регуляции т.к. чрезвычайно быстро реагируют на изменения среды. Например, конечный продукт катаболизма глюкозы АТФ ингибирует аллостерически ферменты гликолиза фосфофруктокиназу и пируваткиназу. Накапливаемая в гликолизе фруктоза-1,6-ф активирует пируваткиназу, что ускоряет реакции гликолиза.
2). Регуляция каталитической активности ферментов с помощью белок-белковых взаимодействий.
Выделяют 2 механизма:
3). Регуляция каталитической активности ферментов путем их ковалентной модификации. Регуляция активности фермента осуществляется в результате ковалентного присоединения или отщепления от него фрагмента.
Она бывает 2 видов:
а). Регуляция каталитической активности ферментов путем их фосфорилирования и дефосфорилирования. Фосфорилирование осуществляется протеинкиназами (ПК) по ОН-группе серина, треонина или тирозина регуляторный белков и ферментов. Дефосфорилирование в этих же положениях осуществляется фосфопротеинфосфатазами (ФПФ).
Введение отрицательно заряженной фосфорной группы приводит к обратимому изменению конформации и активности фермента.
Например, под действием глюкагона и адреналина в клетках печени происходит фосфорилирование ключевых ферментов гликогенеза (гликогенсинтаза) и гликогенолиза (гликогенфосфорилаза), при этом распад гликогена активируется, а синтез ингибируется. Инсулин наоборот вызывает в клетках печени дефосфорилирование тех же ключевых ферментов, в результате синтез гликогена активируется, а распад ингибируется.
б). Регуляция каталитической активности ферментов путем их частичного протеолиза. При участии активаторов и протеолитических ферментов происходит отщепление части молекулы фермента и его необратимая активация. Такой фермент функционирует короткий период, а затем разрушается. Подобная схема активации характерна для внеклеточных ферментов ЖКТ (пепсин, трипсин, химотрипсин и др.) и ферментов свертывающей и противосвертывающей системы крови (тромбин, фибрин, плазмин др.). Например, трипсиноген, синтезируемый в поджелудочной железе, поступает в двенадцатиперстную кишку, где энтеропептидаза кишечника отщепляет у него с N-конца гексапептид. В результате в оставшейся части молекулы фермента формируется активный центр.
Трансмембранная передача информации с участием аденилатциклазной системы
Последовательность событий, приводящих к каталитической активации ферментов
1). 1 Гормон (Г) присоединяется к Rs-рецептору с образованием гормон-рецепторного комплекса, который через несколько Gs-белков активирует несколько аденилатциклаз (комплекс гормон-Ri-рецептор через Gi-белки ингибирует аденилатциклазы);
2). 1 Аденилатциклаза превращает тысячи АТФ в тысячи цАМФ;
3). 4 цАМФ обратимо присоединяясь к 2 рецепторным субъединицам R ПК А, вызывают диссоциацию протомеров ПК А с освобождением 2 активных каталитических субъединиц С и двух 2цАМФ-R;
4). 1 Субъединица С ПК А фосфорилирует сотни ферментов или регуляторных белков, что способствует их активации или ингибированию. Таким образом, сигнал 1 гормона в аденилатциклазной системе суммарно усиливается в 106-107 раз;
5). Миллионы активных ферментов превращают молекулы субстрата в продукты. Инактивация аденилатциклазной системы осуществляется через ФДЭ и ФПФ. ФДЭ разрушает цАМФ до АМФ, это приводит к самосборке субъединиц ПК А и ее инактивации. ФПФ инактивирует (активирует) фермент в реакции гидролитического дефосфорилирования.
Посредством стимуляции аденилатциклазной системы оказывают гормональное действие кортиколиберин, кальцитонин, соматолиберин, ВИП, глюкагон, вазопрессин (через V2 рецепторы), ЛГ, ФСГ, ТТГ, хорионический гонадотропин, АКТГ, паратгормон, простагландины типа Е, D и I, адренергические катехоламины (через α2, β1и β 2 рецепторы).
Аденилатциклазная система активируется:
Угнетают аденилатциклазную систему гормоны: (через Gs-белки соматостатин), ангиотензин II, ацетилхолин (мускариновый эффект), дофамин, опиоиды и a2-адренергические катехоламины.
Трансмембранная передача информации с участием инозитолтрифосфатной системы
Последовательность событий, приводящих к каталитической активации ферментов
1). Гормон (Г) присоединяется к R-рецептору с образованием гормон-рецепторного комплекса, который через G-белок активирует фосфолипазу С;
2). Фосфолипаза С расщепляет фосфатидилинозитол-4,5-дифосфат (ФИФ2) клеточной мембраны на инозитолтрифосфат (ИТФ) и диацилглицерин (ДАГ);
3). ИФ3 присоединяясь к рецептору на мембране ЭПР, открывает кальциевые каналы, выпуская Са2+ из ЭПР в цитоплазму;
4). Са2+, ДАГ и фосфотидилсерин активируют ПК С, которая превращает субстрат в продукт.
5). 4 Са2+ присоединяются к кальмодулину, способствуя присоединению кальмодулина к ферменту и образованию активного комплекса 4Са2+-кальмодулин-фермент, который превращает субстрат в продукт. Инактивация инозитолтрифосфатной системы осуществляется кальциевыми насосами, которые откачивают Са2+ из цитоплазмы.
Посредством стимуляции инозитолтрифосфатной системы оказывают гормональное действие гонадолиберин, тиролиберин, дофамин, тромбоксаны А2, эндоперекиси, лейкотриены, агниотензин II, эндотелин, паратгормон, нейропептид Y, адренергические катехоламины (через α1 рецепторы), ацетилхолин, брадикинин, вазопрессин (через V1 рецепторы).
Инозитолтрифосфатная система активируется:
Трансмембранная передача информации с участием гуанилатциклазной системы
Последовательность событий, приводящих к каталитической активации ферментов
1). Гуанилатциклазная система функционирует в легких, почках, кишечнике, сердце, надпочечниках, эндотелии кишечника, сетчатке и др. Она участвует в регуляции водно-солевого обмена и тонуса сосудов, вызывает релаксацию и т.д.
Ацетилхолин и гистамин → эндотелии сосудов → оксида азота → ГМК сосудов → цГМФ → расслабление гладких мышц сосудов.
Увеличение давления крови → предсердие → АНФ → почки → цГМФ → усиление секреции Na+ и H2O → усиление выведения из организма Na+ и H2O → снижение давления крови
Увеличение давления крови → предсердие → АНФ → ГМК сосудов → цГМФ → расслабление гладких мышц сосудов → снижение давления крови
Грамотрицательные бактерии → термостабильный токсин → эндотелий кишечника → цГМФ → торможение всасывания воды в кишечнике → диарея
Через образование оксида азота реализует свое действие ряд очень эффективных средств для лечения стенокардии (нитраты) и корректоров эректильной дисфункции (например, известный препарат Виагра).
Источник: https://stilistu.ru/kakie-brand/kakie-soedineniya-otnosyatsya-k-fermentam.html