Способы регуляции работы ферментов

Существует четыре способа такой регуляции: а) аллостерическая регуляция, б) регуляция путем ковалентной модификации, в) ограниченный протеолиз и г) белок-белковые взаимодействия.

а) Аллостерическая регуляция (от греческого alios - иной, другой) имеет место в тех случаях, когда небольшие молекулы, связываясь с ферментом в области, отличной от активного центра, изменяют скорость реакции. Аллосте­рическая регуляция характерна только для особой группы ферментов с четвер­тичной структурой, имеющих регуляторные центры для связывания аллосте- рических эффекторов. Связываясь с аллостерическим центром эффектор вы­зывает конформационную перестройку активного центра фермента. При этом изменяется скорость протекания реакции. Если скорость реакции возрастает, то аллостерический эффектор считается положительным, а если скорость ре­акции замедляется - то отрицательным. Аллостерические ферменты отлича­ются от прочих ферментов особой S-образной кривой зависимости скорости реакции от концентрации субстрата. Она свидетельствует о том, что активные центры субъединиц функционируют не автономно, а кооперативно, т.е. срод­ство каждого последующего активного центра к субстрату определяется сте­пенью насыщения предыдущих центров.

б) Ковалентной модификацией называется ковалентное присоедине­ние или отщепление от фермента небольшой химической группы, например фосфатной, ацетатной, метальной и других. Наиболее изученной модификаци­ей является фосфорилирование/дефосфорилирование, которое в настоящее время рассматривается как ключевой механизм регуляции клеточной активно­сти. Фосфорилирование и дефосфорилирование являются ферментативными процессами, которые катализируются соответственно протеинкиназами и фос- фатазами. Включение фосфатных групп происходит по остаткам гидроксиа- минокислот Ser, Thr или Туг. При этом, фосфорилирование происходит в высшей степени избирательно и затрагивает лишь небольшое (1-3) число ос­татков гидроксиаминокислот. Например, таким образом регулируется актив­ность ферментов метаболизма гликогена - гликогенсинтазы и гликогенфосфо- рилазы, ферментов метаболизма ТАГ - ацетил-КоА-карбоксилазы и тканевой липазы. Ковалентная модификация является основным механизмом контроля скорости метаболических путей гормонами.

в) Ферментативная активность может регулироваться путем превраще­ния неактивного профермента в каталитически активную форму. Оно проис­ходит в результате ограниченного протеолиза и последующей конформацион- ной перестройки молекулы, приводящей к образованию активного центра фермента. Синтез в форме каталитически неактивных проферментов характе­рен для протеолитических ферментов желудочно-кишечного тракта и фермен­тов системы свертывания крови.

г) Регуляция с помощью белок-белковых взаимодействий выражается в присоединении или отщеплении регуляторных субъединиц или белков- регуляторов. Например, протеинкиназа А является тетрамером и состоит из 2- х регуляторных и 2-х каталитических субъединиц. Присоединение цАМФ к