Аллостерический эффект

Аллостерический эффект

Аллостерические эффекторы – вещества, повышающиеся скорость реакции и обладающие рядом особенностей для выделения их в самостоятельную группу.

Их структура значительно отличается от природной структуры субстрата фермента.

Они настолько специфичны, что даже вещества сходные с ним по структуре не смогут выполнять тех же функций.

Действуют исключительно на фермент, катализирующий первую реакцию.

Ферменты, которые активируют аллостерические активаторы отличаются наличием двух центров

Активный центр (каталитический) – для связывания субстрата, образование фермент-субстратного комплекса и катализа реакции, находится на удаленном участке от регуляторного центра.

Регуляторный – обеспечивает связывание с аллостерическим активатором.

Ферменты, активизирующиеся от аллостерических активаторов, так же называются аллостерическими и состоят из нескольких симметричных субъединиц с регуляторным центром на одной субъединице и активным центром на другой.

Фермент может находится в двух формах

Активная – присоединен активатор и идет катализ реакции.

Ингибированная – присоединен ингибитор и потеряно сродство к субстрату.

Подобными активаторами зачастую являются метаболиты (!).

2. Альдостерон, вазопресин. Место и регуляция секреции. Органы – мишени. Биохимические эффекты.

Альдостерон – один из самых активных минералкортикоидов синтезирующийся в коре надпочечников из холестерола. Стимулирует выработку альдостерона адренокортикотропный гормон, ингибирует соматотропный гормон.

Синтез и секреция. Клубочковая зона из-за низкого содержания ионов натрия и высокой концентрацией ионов калия стимулирует выработку альдостерона. Наиболее важное влияние на синтез оказывает ренин-ангиотензиновая система.

Альдостерон захватывается гепатоцитами и превращается в тетрагидроальдостерон-3-глюкуронид и экскретируется мочой.

Механизм действия. При его секреции клетками-мишенями являются клетки почечного канальца, имеющие уникальные рецепторы для данного гормона локализованные либо в цитозоле, либо в ядре клетки. Результатом действия комплекса гормон-рецептор происходит действие на ДНК из-за чего происходит экспрессирование специфичных генов, происходит:

Синтез белков переносчиков ионов натрия из почечного канальца в эпителиальную клетку канальца, а из неё в межклеточное пространство за счет Na/KАТФ фазы.

Удаление ионов калия из межклеточного пространство в эпителиальную клетку почечного канальца и удаление в первичную мочу.

Читайте также:  Симилак антирефлюкс отзывы педиатров для новорожденных

Синтез цитратсинтазы, для синтеза АТФ (необходимого участника Na/К АТФ фазы).

Вазопресин (антидиуретический гормон АДГ) – гормон задней доли гипофиза или нейрогипофиза образующийся в супраоптических и паравентрикулярных ядрах.

Секреция контролируется меланостатином и меланолиберином.

При изменении осмотичности внеклеточной жидкости в сторону повышения ионов натрия происходит высвобождения вазопрессина из-за «срабатывания» рецепторов осмотичности нейрогипофиза.

Имеет структуру нонапептида, в активной форме, в неактивной имеют структуру прогормона с траспортным пептидом нейрофизин IIобразующиеся в гипоталамусе и транспортирующиеся в гипофиз.

Основное действие. Взаимодействие со специфическими рецепторами гладкой мускулатуры сосудов и их дальнейшее сокращение. Взаимодействие с клетками почечных канальцев, активируя аденилатциклазную систему, которая активирует протеинкиназу А, для фосфорилирования белков, стимулирующих экспрессию белков для формирования каналов для реабсорбции воды.

• Под аллостерической регуляцией понимают способность молекулы связываться с белком-мишенью нековалентной связью и изменять его конформацию

• Регуляция активности белка часто осуществляется за счет модификации его химической структуры

В системе передачи сигналов используется почти любой механизм регуляции активности внутриклеточных белков, однако в большинстве случаев реализуется механизм аллостерической или ковалентной регуляции. Реакция индивидуальных белков на сигналы, вызывающие их аллостерические и ковалентные модификации, носит типичный характер.

Под аллостерической регуляцией понимают способность молекулы связываться с белком-мишенью нековалентной связью и изменять его конформацию.

Поскольку активность белка отражает его конформацию, связывание любой молекулы, влияющей на конформацию, приводит к изменению активности белка-мишени. Любая молекула может проявлять аллостерический эффект: протоны и ионы Са2+, небольшие органические молекулы или другие белки. Аллостерическая регуляция может оказывать на активность белка стимулирующий или ингибирующий эффект.

Активность белка часто регулируется за счет ковалентной модификацией его химической струтуры. Изменение химической структуры белка меняет его конформацию, и, следовательно, активность. Большинство ковалентных модификаций, носящих регуляторный характер, являются обратимыми.

Читайте также:  Катетер мерсье

Наиболее распространенной, классической регуляторной ковалентной модификацией является фосфорилирование, при котором фосфатная группа переносится от АТФ обычно на гидроксильную группу серина (Ser), треонина (Thr) или тирозина (Tyr). Ферменты, фосфорилирующие белки, называются протеинкиназы. Им противостоят фосфопротеинфосфатазы, которые катализируют реакцию гидролиза фосфатных групп. При этом образуется свободный фосфат и восстанавливается гидроксильная группа аминокислоты.

Известны также другие формы ковалентной модификации белков, которые будут рассмотрены в отдельных статьях на сайте (рекомендуем пользоваться формой поиска на главной странице сайта).

Рецепторы группируются в относительно небольшую группу семейств,
которые характеризуются общими механизмами действия и общностью структуры.

118-119

В качестве примера аллостерической регуляции в этом разделе рассмотрена регуляция аспартат-карбамоилтрансферазы (АКТ-азы) — ключевого фермента биосинтеза пиримидина (см. с. 188). Аллостерические эффекты опосредуются субстратом или ингибиторами и активаторами ( аллостерическими эффекторами ). Последние связываются со специфическими участками вне активного центра и приводят к конформационным изменениям белка, попутно изменяя его активность.

А. Аспартат-карбамоилтрансфераза: реакция

АКТ-аза катализирует перенос карбамоильного остатка с карбамоилфосфата на аминогруппу L-аспартата. Образующийся N-карбамоил-L-аспартат содержит уже все атомы будущего пиримидинового кольца (см. с. 188). Бактериальная АКТ-аза E. coli ингибируется цитидинтрифосфатом (ЦТФ (CTP)] — конечным продуктом анаболического пути обмена пиримидина, и активируется начальным участником — АТФ (АТР).

В отличие от изостерических (нормальных) ферментов аллостерические ферменты, такие, как АКТ-аза, имеют сигмоидную (S-образную) кривую насыщения субстратом (ср. с гемоглобином, с. 276). В аллостерических системах сродство фермента к субстрату зависит от концентрации субстрата [А]. В этом случае вместо константы Михаэлиса K m (см. с. 98) указывают концентрацию субстрата при половине максимальном скорости ([A] 0,5 ). Сигмоидный характер кривой описывается коэффициентом Хилла h . Для изостерических ферментов h = 1; при росте сигмоидности возрастает h.

Аллостерические эффекторы в зависимости от природы фермента влияют на максимальную скорость реакции V, концентрацию субстрата [A] 0,5 при скорости реакции, равной половине максимальной, и коэффициент Хилла h. Если изменяется преимущественно V, говорят о « V-системе ». Чаще встречаются « К-системы », в которых аллостерические эффекты отражаются только на [A] 0,5 и h.

Читайте также:  Онклиник адреса

К К-типу, наряду с гемоглобином, принадлежит и АКТ-аза. Ингибитор ЦТФ вызывает в этом случае смещение кривой вправо с возрастанием [A] 0,5 и h (кривая II). Активатор АТФ, напротив, вызывает смещение влево; он уменьшает как [A] 0,5 , так и h (кривая III).

В. R- и Т-состояния

Аллостерические ферменты почти всегда являются олигомерами, состоящими из 2-12 субъединиц. АКТ-аза состоит из 6 каталитических (окрашены в голубой цвет) и 6 регуляторных (окрашены в желтый цвет) субъединиц. Последние связывают аллостерические эффекторы ЦТФ и АТФ. Как и гемоглобин, АКТ-аза может существовать в двух конформациях: менее активном Т-состоянии (от англ. tense — напряженное) и более активном R-состоянии (от англ. relaxed — расслабленное). Субстрат и эффекторы влияют на равновесие между обоими состояниями и тем самым на сигмоидность кривой. С возрастанием концентрации аспартата равновесие смещается к R-форме. АТФ стабилизирует R-состояние путем связывания с регуляторной субъединицей. Напротив, присоединение ЦТФ содействует переходу в Т-состояние. Структурные перестройки между R- и Т-состояниями особенно драматичны в случае АКТ-азы. При Т→R — переходе каталитические субъединицы удаляются друг от друга на 1,2 нм; кроме того, субъединицы поворачиваются вокруг оси симметрии. При этом сами конформации субъединиц меняются незначительно.

Г. Структура димера

Каждая из двух субъединиц АКТ-азы состоит из двух доменов, т. е., независимо построенных структурных фрагментов. N-Концевой домен регуляторной субъединицы (на схеме справа) способствует взаимодействию с ЦТФ или АТФ (зеленого цвета). Zn 2+ -содержащий второй домен (Zn 2+ — светло-голубого цвета) контактирует со смежной каталитической субъединицей. Между обоими доменами каталитической субъединицы расположен активный центр, в котором находятся (см. схему) два аналога, субстрата (красного цвета).

Ссылка на основную публикацию
Актуальная одаренность это
То, как дано определение понятия одаренности, определяет и ее виды, саму классификацию одаренности. Соответственно в «Рабочей концепции одаренности» обоснованы критерии...
Айсида бальзам для сухой кожи
Форма выпуска: бальзам Действующее вещество: --> Упаковка: упак. Производитель: НВЦ Агроветзащита С.-П.,О Завод-производитель: Агроветзащита С.-П. (Россия) Все аптеки В любимых...
Айтсгермер
UltraGamer.net — интернет-магазин, созданный специально для геймеров и всех тех, кто хочет открыть для себя мир виртуальных развлечений. Здесь можно...
Акцентуация личности шмишека
Что такое опросник Леонгарда Шмишека? Данный тест предназначен для выявления типа акцентуации характера и темперамента, относится к типологическому подходу изучения...
Adblock detector