[an error occurred while processing the directive]

Регуляция внутриклеточных функций, опосредованная ферментами

Для регуляции некоторых клеточных функций наряду с генетическими используются ферментативные механизмы, основанные на прямом действии ингибиторов или активаторов тех или иных внутриклеточных ферментов. Таким образом, ферментативная регуляция представляет собой второй способ, используемый клеткой для контроля над течением биохимических процессов.

Ингибирование ферментов. Некоторые внутриклеточные вещества непосредственно действуют на участвующие в их синтезе ферменты по механизму обратной связи. Синтезируемые в клетке вещества чаще всего действуют на первый фермент метаболической цепочки, а не на последующие, обычно связываясь с ним напрямую и вызывая аллостерические конформационные изменения, которые и приводят к инактивации фермента. Нетрудно догадаться, почему инак-тивируется первый фермент — это предотвращает накопление ненужных промежуточных метаболитов.

Ингибирование ферментов — еще один пример механизма отрицательной обратной связи. Он отвечает за регуляцию внутриклеточной концентрации множества аминокислот, пуринов, пиримидинов, витаминов и других веществ.

Активация ферментов. Многие ферменты присутствуют в клетке в неактивном состоянии, но при необходимости активируются. В качестве примера можно привести истощение запаса АТФ, приводящее к накоплению большого количества продукта его распада — циклического аде-нозинмонофосфата.

В присутствии цАМФ сразу же активируется фермент фосфорилаза, расщепляющий гликоген до глюкозы. Последняя быстро метаболи-зируется, а ее энергия используется для пополнения запаса АТФ. Таким образом, цАМФ действует как активатор фермента фосфорилазы

и поэтому является частью общего механизма регуляции внутриклеточной концентрации АТФ.

Интересен пример активации и одновременного ингибирования ферментов синтеза пуринов и пиримидинов. Оба эти вещества нужны клетке для синтеза ДНК и РНК примерно в одинаковом количестве. Накопление пуринов приводит к ингибированию ферментов, отвечающих за их синтез, но при этом активирует ферменты синтеза пиримидинов. Точно так же пири-мидины ингибируют свои ферменты и активируют ферменты пуринового синтеза. Благодаря постоянному взаимодействию двух этих систем ферментативного синтеза концентрация пуринов и пиримидинов в клетке всегда оказывается практически одинаковой.

Вывод. Итак, существуют два основных способа, посредством которых клетка поддерживает абсолютное и относительное содержание в ней

разных веществ на необходимом уровне: механизм генетической регуляции; механизм ферментативной регуляции. Таким образом могут быть активированы или ингибированы как гены, так и ферменты. Эти механизмы чаще всего действуют как регуляторные системы обратной связи, которые непрерывно контролируют и при необходимости корригируют биохимический состав клетки. В ряде случаев регуляцию внутриклеточных биохимических процессов осуществляют вещества, содержащиеся вне клетки (особенно некоторые гормоны, уже упоминавшиеся в этой главе), путем активации или ингибирования одной или нескольких внутриклеточных регуляторных систем.



[an error occurred while processing the directive]
[an error occurred while processing the directive]
[an error occurred while processing the directive]
[an error occurred while processing the directive]