Аллостерическая регуляция.

Регуляция активности по принципу обратной связи.

РЕГУЛЯЦИЯ АКТИВНОСТИ ФЕРМЕНТОВ.

Регуляция активности ферментов бывает пассивная(с помощью изменения условий среды), то есть существуют постоянные ферменты и непостоянные, которые появляются под действием каких-либо факторов среды под действием температуры) или с помощью ионной силы и рН, {S} и {Е}.

Активная регуляция классифицируется:

1) изостерическая (регуляция с помощью субстрата и продукта)

2) аллостерическая (регуляция активности фермента с помощью веществ, отличных от субстрата и продукта).

Регуляция активности путём изменения количества фермента.

У бактерий хорошо изучен феномен индуцированного синтеза ферментов при выращивании на средах с одним углеводом, например, глюкозой. Замена глюкозы на лактозу приводит к индуцированному синтезу фермента галактозидазы, расщепляющей лактозу на глюкозу и галактозу.

В животных тканях подобный быстрый синтез ферментов наблюдается реже, однако при поступлении в организм некоторых ядов, канцерогенных веществ наблюдается резкое увеличение количества (а значит и активности) гидроксилаз, окисляющих чужеродные вещества в не токсические продукты. С другой стороны, иногда под действием этих гидроксилаз чужеродные вещества превращаются в более токсичные продукты (летальный синтез).

Допустим, в клетке есть многоступенчатый биосинтетический процесс, каждая стадия которого катализируется собственным ферментом.

 

Е Е Е Е

А-------- Х --------- Б --------- В --------- Г --------- Р

Наполнение продукта Р оказывает мощное стабилизирующее действие на фермент Е.

Аллостерические ферменты – это ферменты, располагающиеся в начале метаболического потока или на его узловых этапах и управляют этим метаболическим потоком.

Свойства аллостерических ферментов:

1) Являются олигомерами, состоящими из протомеров;

2) Имеют 2 центра: активный центр и центр аллостерической регуляции;

3) Имеют ось симметрии;

4) Протомеры изменяют свою структуру в пределах олигомеров;

5) Изменение конформации олигомеров ограничено локализациями отдельных протомеров.

Существует 2 вида веществ (эффекторы, которые оказывают на фермент двойное действие:

1) активаторы

2) ингибиторы

Аллостерический фермент имеет 2 центра аллостерической регуляции:

1) центр аллостерической активации

2) центр аллостерического ингибирования

При взамодействии аллостерического фермента с аллостерическим активатором резко возрастает степень сродства активного центра к субстрату. При взаимодействии аллостерического ингибитора с аллостерическим ферментом резко снижается степень сродства фермента к субстрату. Наличие двух центров в аллостерических ферментах доказывается путём технической денатурации в мягких условиях (под действием мочевины), следовательно, при этом аллостерический фермент теряет регуляторные свойства (они связаны с центрами аллостерической регуляции), но сохраняют каталитические свойства, связанные с активными центрами.