Azərbaycan Respublikası Kənd Təsərrüfatı Nazirliyi Aqrar Elm Mərkəzi
Yüklə 5,04 Kb. Pdf görüntüsü
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- Метаболитная регуляция МДГ
ферродоксина, что является необходимым для активации НАДФ + - МДГ путем восстановления ее SH -групп [43]. Метаболитная регуляция МДГ Некоторые исследователи относят растительную МДГ к числу олигомерных аллостерических энзимов. В настоящее время, аллостерические свойства описаны для МДГ из гороха, виноградной лозы, чая и лимона [9]. Однако кооперативные свойства МДГ из лимона и гороха наблюдаются только при экстремальных значениях рН (4,7 и 5,2). Кроме того, Абон и Уаллас [13] при исследовании каталитического механизма цМДГ и мМДГ из двух видов лимона Cittrus limettioides и Cittrus limon не обнаружили у них аллостерических свойств при условиях среды, близких к физиологическим. Проявление кооперативных свойств у МДГ при низких значениях рН происходит, по-видимому, в результате дестабилизации четвертичной структуры ее молекул под влиянием ионной силы раствора [37]. В этих условиях молекулы МДГ претерпевают частичную деструкцию и переходят в менее активное каталитическое состояние. Связывание субстрата с субъединицами приводит к стабилизации четвертичной структуры и к восстановлению полной каталитической активности всех молекул энзима в растворе через определенный промежуток времени. А кривая зависимости скорости реакции от концентрации субстратов, по этой причине, описывается сигмоидной линией. То кооперативные свойства МДГ из лимона и гороха, по-видимому, возникают в результате стабилизирующего действия субстратов, которые не являются ее аллостерическими эффекторами [42]. Аллостерические свойства проявляются у МДГ из виноградной лозы и чайного растения при повышении ее концентрации в растворе. Эти данные вместе со сведениями, полученными при исследовании кинетических свойств МДГ из шпината [66] и энзимного комплекса МДГ-аспартатаминотрансферазы из гриба Neurospora [41] свидетельствуют о проявлении in vivo кооперативных свойств при олигомеризации энзима или образовании мультиэнзимных комплексов. При этом аллостерические свойства характерны для олигомеров, но не наблюдаются при изучении каталитического механизма функциональных единиц МДГ [44; 45;53]. Активность МДГ может регулироваться с помощью некоторых органических кислот, представляющих собой субстраты-аналоги (малонат, фумарат, цитрат, цис- аконитат). Эти метаболиты способны конкурентно ингибировать МДГ. Установлено, что аскорбиновая кислота, сукцинат и масляная кислота не влияют на активность МДГ [59]. Кроме конкуренции с субстратами за взаимодействие с активным центром МДГ, регуляторное влияние этих метаболитов in vivo может быть связано с ухудшением взаимодействия энзима с клеточными структурами [39]. Из всех субстратов ЦТК малат является единственным, который способствует связыванию МДГ с клеточными структурами, в том числе с митохондриальной мембраной. ОА является наиболее сильным ингибитором этих взаимодействий, вызывая освобождение МДГ с поверхности митохондрий или распад мультиэнзимного комплекса ЦТК. Ацетил-КоА, цитрат и АТФ также влияют на адсорбицию МДГ на поверхности клеточных структур. При нормальном протекании ЦТК концентрация субстратов внутри митохондрий стабильна и находится на низком уровне. В этих условиях, все энзимы действуют в.рамках мультиэнзимного комплекса ЦТК и происходит облегченный катализ метаболитов. Однако, при общем торможении цикла, например, при высоких соотношениях АТФ/АДФ происходит постепенное повышение количеств субстратов, в том числе ОА-а, что приводит к диссоциации комплекса энзимов и усилению ингибирующего эффекта. Конкурентное ингибирование МДГ со стороны некоторых органических соединений (цитрат, ацетил-КоА, АТФ) способствует процессу общего торможения ЦТК, возникающему при избытке макроэргических соединений в клетке [18;56]. Регуляторное влияние на активность МДГ животного и растительного происхождения оказывают также некоторые органические соединения, представляющие собой вторичные продукты метаболизма, как например, галлатанин, пирогаллат, абиетиновая кислота, липоевая кислота, кверцетин, изокверцетин, рутин, геспередин и тироксин [24]. Механизм действия этих соединений связан с ингибированием МДГ путем окисления ее SH-rpynn. Возможно, эти соединения участвуют в регуляции каталитической активности МДГ, через механизм обратимой модификации ее молекул. Внутриорганоидные соотношения НАД + /НАДН играют, по-видимому, важную роль в регуляции ее митохондриального и цитоплазматического изоэнзимов (10) мМДГ является более чувствительной к низким концентрациям НАДН, чем к относительно высоким содержаниям НАД + внутри органеллы. Кроме того, у многих организмов наблюдается ингибирование мМДГ при концентрациях НАДН, близких к физиологическим. Сильверстейн и Сулебен показали, что при высоких концентрациях НАДН в растворе происходит ингибирование мМДГ вследствие образования неактивных тройных комплексов МДГ-НАДН-малат, обладающих большим периодом полужизни. Однако, не происходит образование неактивных тройных комплексов МДГ-НАД + -ОА, так как для связывания НАД + с ферментом потребуются значительные конформационные изменения его молекул. То исключается возможность ингибирования мМДГ при высоких концентрациях НАД + . Данная характеристика цитоплазматического белка позволяет ему осуществлять метаболические процессы, связанные с затратой восстановленного коэнзима [54]. Сравнительное исследование НАДФ + - МДГ из хлоропластов шпината и злаков [25] показало, что энзим из С 4 -растений ингибируется высокими концентрациями НАДФ + . Данный эффект не наблюдается для НАДФ-МДГ из хлоропластов шпината (Сз-растения). Эти результаты имеют определенное физиологическое и регуляторное значение, так как НАДФ + -МДГ из мезофильной паренхимы С 4 -растений связана с процессом фиксации СО 2 , который зависит от восстановительного потенциала хлоропластов, т.е. от величины соотношений НАДФ/НАДФН внутри компартмента [25]. Известно, что субъединицы МДГ не эквивалентны при взаимодействии с коэнзимом [40]. Одна из них имеет “карман”, где постоянно находится в связанном состоянии одна молекула коэнзима, действующая как эффектор конформационной релаксации МДГ при осуществлении каталитического процесса. Вероятно, in vivo в специфичных физиологических условиях начала прорастания, НАДФ способен сыграть роль эффектора при переходе МДГ в активизированное состояние. Важную роль в регуляции МДГ играют аденозиновые нуклеотиды, которые представляют собой эффективные ингибиторы активности энзима растительного и животного происхождения. Среди этих нуклеотидов АТФ представляет собой наиболее эффективный ингибитор МДГ. Остальные нуклеотиды обладают более слабой способностью ингибировать МДГ, который уменьшает согласно ряду АДФ > AMФ > ГТФ > УТФ. Некоторые экспериментальные данные показывают, что изоэнзимы МДГ обладают разной чувствительностью к влиянию АТФ. Наиболее чувствительным к ингибиторному влиянию АТФ является митохондриальный изофермент [26]. Специфичное влияние АТФ на активность изоформ МДГ, возможно, служит важным звеном в механизме регуляторного сопряжения катаболических (ЦТК и др.) и анаболических (глюконеогенез и др.) процессов растительной клетки. С этой точки зрения, мМДГ, по-видимому, является важным звеном регуляторного участка ЦТК, существующего между малатом и цитратом [33], так как активность энзима внутри данного компартмента находится под строгим контролем со стороны соотношений НАД + /НАДН и АТФ/АДФ [56]. Некоторые данные показывают, что для активности МДГ необходимо присутствие в растворе ионов двухвалентных металлов Mg и Мn, которые участвуют в ее Yüklə 5,04 Kb. Dostları ilə paylaş:
|