Регуляция путём нековалентной модификации
Аллостерическая регуляция В состав ряда ферментов кроме активного центра входит специфический центр – аллостерический, предназначенный для связывания особых низкомолекулярных веществ, способных изменять активность таких ферментов. Аллостерический (или регуляторный) центр представляет собой участок молекулы фермента, с которым связываются низкомолекулярные соединения называемые аллостерическими эффекторами, играющими роль активаторов или ингибиторов. Структура эффекторов отлична от структуры субстрата. Связываясь с аллостерическим центром, эффекторы индуцируют изменения третичной и/или четвертичной структуры молекулы фермента и соответственно структуры активного центра, вызывая увеличение или уменьшение его активности. Таким образом, связывание эффектора в одном участке фермента вызывает изменение структуры в другом участке и, следовательно, приводит к изменению активности фермента в целом. Это явление лежит в основе, так называемой, аллостерической регуляции активности ферментов. Ферменты, активность которых регулируется соединениями, связывающимися в аллостерическом центре, называются аллостерическими. Как правило, аллостерические ферменты катализируют ключевые реакции метаболических путей, что позволяет клетке чрезвычайно быстро реагировать на малейшие изменения внутреннего состояния. Обычно это олигомерные белки, состоящие из нескольких протомеров или имеющие доменное строение. Аллостерические ферменты обладают свойством кооперативности: взаимодействие эффектора с аллостерическим центром вызывает последовательное изменение конформации всех субъединиц, приводящее к изменению конформации активного центра и изменению сродства фермента к субстрату, что снижает или увеличивает каталитическую активность фермента. Аллостерическая регуляция имеет большое значение в следующих ситуациях: - при анаболических процессах. Ингибирование конечным продуктом метаболического пути и активация начальными метаболитами позволяют осуществлять регуляцию синтеза этих соединений; - при катаболических процессах. В случае накопления АТР в клетке происходит ингибирование метаболических путей, обеспечивающих синтез энергии. Субстраты при этом расходуются на реакции запасания резервных питательных веществ; - для координации анаболических и катаболических путей. АТР и АDP – аллостерические эффекторы, действующие как антагонисты; - для координации параллельно протекающих и взаимосвязанных метаболических путей (например, синтез пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов, используемых для синтеза нуклеиновых кислот). Таким образом, конечные продукты одного метаболического пути могут быть аллостерическими эффекторами другого метаболического пути.
|
