Элементы регуляции метаболических процессов в клетке.

Реакции пластического и энергетического обмена проходят в клетке постоянно и в тесной связи друг с другом. При этом баланс между потреблением и синтезом необходимых соединений и, соответственно, уровнем необходимой для этого энергией сохраняется. Это обеспечивается сложной системой регуляции активности ферментов, катализирующих разные этапы всех этих процессов. Основные механизмы такой регуляции:

  • 1) аллостерическая регуляция активности ферментов — процесс усиления или подавления активности ферментов с помощью специальных молекул-эффекторов, которые обладают способностью связываться с ферментом не в области его активного центра, изменяя при этом скорость ферментативной реакции. Часто молекулами-эффекторами являются продукты той цепочки реакций, которые и регулируются этими ферментами (принцип обратной связи). Такие ферменты называются аллостерическими. Обычно это олигомерные белки, имеющие четвертичную структуру и состоящие из нескольких субъединиц, имеющие аллостерический центр, пространственно удаленный от каталитического активного центра. Роль их в метаболизме клетки очень велика, поскольку они позволяют очень оперативно реагировать на изменения метаболизма в клетке. Например, при гликолизе образуются молекулы АТФ, которые при увеличении их количества в клетке начинают действовать как аллостерический ингибитор на фермент фосфофруктокиназу, тормозя гликолиз;
  • 2) частичный протеолиз ферментов. Ряд ферментов синтезируется в виде неактивных предшественников и активируются только после их определенной модификации путем частичного гидролиза (отщепления) части молекулы предшественника. В результате формируется активный фермент. Например, так происходит синтез активного фермента трипсина из его предшественника трипсиногена;
  • 3) фосфорилирование или дефосфорилирование фермента. Это процесс переноса или отщепление от молекулы фермента фосфата, что приводит к конформации молекулы фермента и изменению его активности. Присоединение фосфатов осуществляется с помощью ферментов — протеинкиназ, дефосфорилирование — протеинфосфотаз. Особенно часто этот способ регуляции используется при работе мембранных и цитоплазматических рецепторов;
  • 4) белок-белковое взаимодействие — в этом случае к ферменту присоединяется определенный регуляторный белок, который меняет конформацию молекулы фермента и усиливает (или подавляет) его каталитическую способность. Так происходит при работе метаботропных рецепторов, когда G-белок действует на фермент аденилатциклазу, катализирующую синтез цАМФ;
  • 5) изменение количества молекул фермента. Это связано с процессом синтеза и распада самих молекул ферментов, что происходит в результате изменения активности генов, кодирующих эти белки.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >