- •РЕГУЛЯЦИЯ
- •Организация химических реакций в метаболические пути
- •В ряде случаев пространственная организация ферментов настолько сильно выражена, что продукт реакции ни
- •Органоспецифичность
- •Компартментализация
- •2. Структура метаболических путей
- •Принципы регуляции метаболических путей
- •Регуляция скорости ферментативных реакций осуществляется на 3 независимых уровнях:
- •1. Регуляция количества молекул фермента в клетке
- •2. Регуляция скорости ферментативной реакции доступностью молекул субстрата и коферментов
- •3. Регуляция каталитической активности ферментов
- •Изостерическая регуляция
- •Изостерическим ингибитором СДГ является также оксалоацетат, который регулирует, таким образом, заключительные этапы цикла
- •Аллостерическая регуляция
- •Роль аллостерических ферментов в метаболизме клетки.
- •- при катаболических процессах.
- •Аллостерические эффекторы.
- •Более редкий случай аллостерической регуляции, когда
- •Выявить ферменты с аллостерической регуляцией можно, изучая кинетику этих ферментов.
- •S-образная кривая зависимости скорости реакции от концентрации субстрата
- •Работа регуляторных субъединиц АКТ-азы
- •Кооперативное связывание
- •Коэффициент Хилла h – безразмерная величина, характеризующая кооперативность связывания лиганда ферментом
- •Графическое определение коэффициента Хилла
- ••Для изостерических ферментов, у которых кооперативного взаимодействия между активными
- •Особенности строения и функционирования аллостерических ферментов:
- •-аллостерические ферменты обладают свойством кооперативности: взаимодействие аллостерического эффектора с аллостерическим центром вызывает последовательное
- •Локализация аллостерических ферментов в метаболическом пути.
- •Фермент, катализирующий превращение субстрата А в продукт В, имеет аллостерический центр для отрицательного
- •В центральных метаболических путях исходные вещества могут быть активаторами ключевых ферментов метаболического пути.
- •В качестве примера можно рассмотреть принципы регуляции гликолиза - специфического (начального) пути распада
- •Регуляция каталитической активности ферментов белок-белковыми взаимодействиями.
- •Активация ферментов в результате присоединения регуляторных белков.
- •В мембране аденилатциклаза функционирует в комплексе с другими белками:
- •Регуляция каталитической активности ферментов ассоциацией/диссоциацией протомеров
- •Протеинкиназа А (цАМФ-зависимая) состоит из 4 субъединиц 2 типов: 2 регуляторных (R) и
- •Регуляция каталитической активности ферментов путём фосфорилирования/дефосфорилирования
- •Регуляция каталитической активности ферментов частичным (ограниченным) протеолизом
- •Частичный протеолиз - пример регуляции, когда активность фермента изменяется необратимо.
- •Рассмотрим механизм частичного протеолиза на примере активации протеолитического фермента трипсина.
РЕГУЛЯЦИЯ
МЕТАБОЛИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ
Организация химических реакций в метаболические пути
Пространственная локализация ферментов
Все ферменты одного метаболического пути, как правило, находятся в одном отделе клетки. Особенно разделение метаболических путей важно для противоположно направленных катаболических и анаболических процессов. Например, синтез жирных кислот происходит в цитоплазме, а их распад в митохондриях.
В ряде случаев пространственная организация ферментов настолько сильно выражена, что продукт реакции ни при каких условиях не может быть вычленен из метаболического пути и обязательно служит субстратом следующей реакции.
Такая организация метаболического пути носит название мультиферментного комплекса и
возникает в результате структурно-функциональной организации ферментов. Обычно такие комплексы связаны с мембранами.
Пример - пируватдегидрогеназный комплекс, под действием которого происходит окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты
Органоспецифичность
Ферментный состав различных клеток неодинаков. Ферменты, выполняющие функцию жизнеобеспечения клетки, находятся во всех клетках организма. В процессе дифференцировки клеток происходит изменение ферментного состава клеток.
Например, в клетках сердечной мышцы имеется повышенное количество ферментов креатинкиназы и аспартатаминотрансферазы, в клетках печени - аланинаминотрансферазы и аспартатаминотрансферазы.
Компартментализация
Субклеточная локализация ферментов способствует упорядоченности биохимических процессов и увеличивает скорость обмена веществ
В ядре находятся ферменты, связанные с синтезом молекул ДНК и РНК, в цитоплазме - ферменты гликолиза, в лизосомах - гидролитические ферменты, в матриксе митохондрий - ферменты ЦТК, во внутренней мембране митохондрий - ферменты цепи переноса электронов и т.д.
.
2. Структура метаболических путей
Принципы регуляции метаболических путей
Все химические реакции в клетке протекают при участии ферментов. Поэтому, чтобы воздействовать на скорость протекания метаболического пути, достаточно регулировать количество или активность ферментов.
Обычно в метаболических путях есть ключевые ферменты, благодаря которым происходит регуляция скорости всего пути. Эти ферменты (один или несколько в метаболическом пути) называются регуляторными ферментами; они катализируют, как правило, начальные реакции метаболического пути, необратимые реакции, скорость-лимитирующие реакции (самые медленные) или реакции в месте переключения метаболического пути (точки ветвления).
Регуляция скорости ферментативных реакций осуществляется на 3 независимых уровнях:
1)изменением количества молекул фермента;
2)доступностью молекул субстрата и кофермента;
3)изменением каталитической активности молекулы фермента.