Shpargalka_po_biohimii(ceccuu.net) / T14

БИЛЕТ 14

•Регуляция активности ферментов. Различные способы активации и ингибирования ферментов.

Регуляция активности ферментов. Вначале, таки, тгавим про гомеостаз...

Кол-во фермента меняется за счет: а.↑его синтеза; б.↓его распада. Считывание инфы о ферменте с ДНК регул-ся индукторами (i.e. у E.Coli, выращенной на глюкозе, фермента, сбраживающего лактозу, просто нету, хотя инфа о нем в ДНК и содержится). Ферменты: 1.Конститутивные (конц-ия не завис.от индукторов); 2.Регулируемые.

Отриц.обр.связь: много в-ва в клетке в-во выступает как блокатор оперона фермента ↓синтез фермента ↓[в-ва].

Дальше тгавим про обновление ферментов и то, что ферменты обр-ся из неактивных форм (проферментов) и что ферменты объединяются в комплексы (проще перемещать интермедиаты, можно координировать работы энзимов, i.e. за счет взаим.конформ.перестроек). Регуляция:

I.Аллостерическая (не просто накопление продукта р-ции, а его связ-ие с аллостер.центрами ферментов, участ-их в образовании самого продукта ингибирование по типу отр.обр.связи). Варианты ингибирования: 1.Кумулятивное (неск.продуктов ингибируют один и тот же фермент); 2.Мультивалентное (только когда в избытке – 2 и более продукта); 3.Кооперативное (взаимное усиление ингибирования)

!Центр аллостерической регуляции не совпадает с каталитическим центром фермента!

[Ф2] Кривая насыщения: без аллостер.ингибитора – гипербола, с ингибитором – сигмоидная кривая (т.к. с возрастанием [S] действие ингибитора ослабевает!).

II.Ковалентная модификация: за счет ковалентного присоединения фосфатной группы (преобл. у млекопитающих) или нуклеотида (преобл. у бактерий). Донор этих групп – обычно АТР. Часто – регуляция за счет фосфорилирования (киназа) и дефосфорилирования (фосфатаза) остатка Серина или Тирозина.

•Синтез жирных кислот. Сопоставление путей синтеза и распада жирных кислот. Компартментализация и механизмы регуляции этих процессов.

Разница между окислением и синтезом ЖК: 1.Промеж.соед-ия синтеза ковал.связываются с acyl carrier protein, окисления – с –SH-группой ацил-КоА; 2.Синтез – в цитозоле, распад – в матриксе; 3.Все ферменты синтеза – комп.одной полипепт.цепи у животных; 4.Кофермент синтеза NADP(H), распада – NAD(H).

«Стратегия синтеза»: основа – добавление 2-С производных ацетил-КоА; активация ацетата – при формировании малонил-КоА; добавление этих 2-С-фрагментов – после декарбоксилирования малонил-КоА; удлинение цепи – за счет повторных таких реакций, до достижения 16-С цепи; задача: создать много ацетил-КоА и NADPH. Источники ацетил КоА: распад аминок-т (в цитозоле, но недостаточно!); окисление ЖК и гликолиз (пируват ~>в матрикс ацетил-КоА) - не может пересечь мембрану нужен citrate-malate-pyruvate shuttle [1] Синтез малонил-КоА: ацетил-СоА-карбоксилаза (единст.фермент, не явл-ся частью общ.полипепт.цепи): 3 субъединицы – могут быть в акт.и неакт.формах регулир-ся: 1.Продукт синтеза ЖК – пальмитоил и др.Ацил-КоА ~>инактивация протомеров; 2.Цитрат ~>активация. !Нефосфорилированный фермент низк.сродство к регуляторам. Биотиновый переносчик – легко перемещ-ся между субъединицами. [2] Ацетиловые и малониловые группы ~>на acyl carrier protein (ACP). Структура АСР: фосфопатетиновая группа (как у СоА) +Ser +77 аминок.цепь. Элонгация цепи – у бактерий – отдельные ферменты. 1 реакция – синтез АСР-производных ацетил- и малонил-КоА. Ацетил-трасфераза – неспециф. (переносит еще и пропионил-КоА для синтеза ЖК с нечетн.N атомов). Малонил-трансфераза – высокоспецифич. После декарбоксилирования - реакции редуктаз («катаболизм ЖК наоборот», но: вместо NAD и FAD исп-ся NADP, и обр-ся не L-, а D-форма спирта). В рез-те – образование 4-С-фрагмента (бутирил-АСР) +малонил-АСР и т.д. β-кето-ацил-АСР-синтаза «не работает» с цепочками длиннее 16 атомов остановка на стадии пальмитил-АСР гидролиз ~>пальмитиновая к-та. [3].

У эукариот – FAS (fatty acid synthase) – 2 одинаковых мультифунк.полипептида-субъединицы, в каждом – неск.доменов: 1.Преим.синтез малонил- и ацетил-производных и их соединение; 2.Преим.восст-ие получ.продуктов; 3.Преим.высвобождение к-т. Расположение доменов: “head to tail”. Начало – соединение ацетил-КоА с серином <*>перенос на АСР на β-кето-ацил-синтазу (такой перенос быстр.освобождение АСР – может связ-ся теперь и с малонилом-СоА). 4]

Дополнительная элонгация. В цитозоле – добавление малонил-СоА, в матриксе – ацетил-СоА. Затрачиваем NADPH. [5]

Добавление одной двойной цис-связи (unsaturation reaction). У эукариотов – только после синтеза 16-С-цепи. Двойная связь обр-ся в центре алиф.цепи, фермент – стеаторил-СоА-десатураза, треб-ся NADH и O₂ +коферменты – цитохром-b₅-редуктаза и цитохром b₅. Все белки связ.с ЭПР. Конечный акцептор электронов – О₂. [6] После десатурации – возможна дальнейшая элонгация или синтез полиненасыщ.ЖК (бол-во поступает с пищей) – =связь добавляется между 8-С и двойной связью или 9-С и карбоксильной группой.

Синтез арахидоновой к-ты (~>простагландины, лейкотриены) – из линолеевой к-ты: сначала – обр-ие линолеоил-СоА добавление =связи по 6-С-атому удлинение цепи 20-С-кислота (=8-, 11-, 14-) десатурация по 5-С. [7]

Регуляция: 1.Малонил-СоА ингиб.карнитин ацил-СоА-производные не проник. в митохондрию (синтез ЖК много малонил-СоА ↓β-окисления). 2.Цитрат актив.ацетил-СоА-карбоксилаза; 3.Жирные ацил-СоА ингибирование (чем длиннее ЖК, тем сильнее эффект); 4.Пальмитоил-СоА, стеароил-СоА и арахидил-СоА – оч.сильные ингибиторы ацетил-СоА-карбоксилазы. Гормоны: 1.Глюкагон связ-ие с рецептором ...фосфорилирование ингибирование карбоксилазы (↓синтеза ЖК). Реактивация фермента – за счет специф.фосфатазы. Кроме того – активация триацилглицерол-липаз. 2.Инсулин наоборот (рецепторы ↑фосфодиэстеразы сАМР~>АМР).

•Регуляция транскрипции.

Порядок транскрибиров-я генов опред-ся регуляторной сист,кот носит назв системы регуляции транскрипции.Контроль транскрипции осущес-ся стр-рами 2-х типов.Бол-во генов содержат в своем промоторном участке нескол корот сегментов ДНК(DNA)(регуляторные элем-ты, цис-действующие эл-ты),с кот могут связ-ся факторы транскрипции.Регуляторные Эл-ты,стимулир-щие транскрипцию связан с ними генов,назыв-ся энхансерами(усилителями.)Белки,подавл-ие транскрипцию.— сайленсерами (успокоителями, от англ. silencer). Факторы транскрипции — это белки, т. е. продукты других, независимых генов. Поэтому их называют опосредованно действующими факторами.Для проц транскрипции генов требуются не только РНК-полимераза,но и др белки,назыв-е основными факторами транскрипции.Установлено, что у эукариот таким фактором является ТАТА-связывающий белок (ТСБ, англ. ТАТА-Вох Binding Protein, TBP), который взаимодействует с основным регуляторным элементом. ТАТА-боксом, присутствующим в больш-ве генов.С этим комплексом затем связыв-ся др основ-е факторы транскрипции и РНК-полимеразы.Дополнит-ые факторы могут влиять на инициацию транскрипции,связываясь с др регуляторными элем-ми.Отсюда они взаимод-ют с основным транскрипцион комплексом,либо акт-руя,либо инг-руя его.Такие факторы активируют, напр,комплексы стероидных гормонов с рецепторами.По завершении транскрипции из гяРНК вырезаются интроны,содержащие некодирующ последов-ти.