Реакции гликолиза и цикла Кребса, занимая центральное место в метаболизме клетки и организма, не только поставляют предшественников для синтеза необходимых клетке соединений, но служат также метаболическими «перекрестками», где происходит выбор пути превращения того или иного вещества, а также переключение обмена с одного пути на другой.

Например, при употреблении человеком пищи, богатой углеводами, в количествах больших, чем ему необходимо, в жировых клетках человека будут откладываться запасы жира, даже если в пище жиры отсутствовали.

Расскажите о механизмах регуляции обмена веществ

и их биологическом значении.

Несмотря на исключительную вариабельность внутриклеточных метаболических процессов, клетки потребляют ровно столько энергии и производят ровно столько органических соединений, сколько необходимо им для поддержания их жизнедеятельности.

Выделяют три основных механизма регуляции активности

ферментов:

-аллостерическая регуляция активности ферментов;

-изменения каталитической активности ферментов путем их химической модификации;

-изменения количества молекул ферментов.

Обычно в метаболических путях имеются ключевые ферменты, контролирующие весь ход протекающих в них реакций. Указанные ферменты относятся к аллостерическим ферментам, каталитическая активность которых регулируется не только количеством молекул субстрата, но и другими веществами, называемыми эффекторами.

Важная особенность аллостерических ферментов — наличие у них, кроме каталитического центра, также аллостерического участка, связывание с которым эффектора вызывает изменения конформации ферментативного белка и как следствие этого изменение его каталитической активности.

Эффекторами алллостерических ферментов обычно служат клеточные метаболиты. При этом конечные продукты метаболического пути часто являются ингибиторами аллостерических ферментов, а исходные вещества — их

Наиболее часто встречающийся механизм аллостерической регуляции метаболизма — это ингибирование каталитической активности аллостерических ферментов по принципу обратной связи, когда активность регуляторного фермента, катализирующего первую или одну из первых реакций метаболического пути, ингибируется конечным продуктом данной последовательности реакций.

Изменение каталитической активности ферментов путем их химической модификации чаще всего осуществляется посредством фосфорилирования и дефосфорилирования белка фермента. Фосфорилирование, т.е. перенос на регулируемый фермент фосфата от молекулы АТФ, осуществляется ферментами протеинкиназами, а дефосфорилирование —– протеинфосфатазами.