Выберите способ активации фермента по типу ковалентной модификации

Ковалентная модификация ферментов

Еще одним способом изменять активность ферментов и таким образом, направленность метаболических процессов, является ковалентная или химическая модификация. Суть данного типа регуляции состоит в превращении активных форм ферментов в неактивные, и наоборот. Осуществляется такое взаимопревращение форм фермента путем ковалентного присоединения небольшой химической молекулы (фосфорной кислоты, АМР, уксусной кислоты) к определенным аминокислотным остаткам в молекуле фермента. Такими аминокислотами являются серин, треонин и тирозин. Процессы ковалентной модификации находятся под разнообразным контролем, в том числе и гормональным. Классическим примером такого рода регуляции является регуляция метаболизма гликогена в печени. Например, метаболизм гликогена определяется активностью гликогенфосфорилазы (мобилизация гликогена) и гликоген-синтазы (гликогеногенез). Активность этих ферментов регулируется координированно, т.е. если активна гликогенфосфорилаза, неактивна гликоген-синтаза. Следовательно, при определенных условиях в клетке будет превалировать либо расщепление, либо синтез гликогена (рис.28.4).

Рис.28.4. Регуляция активности гликогенфосфорилазы ковалентной модификацией (фосфорилирование-дефосфорилирование)

Ковалентная модификация регуляторных ферментов – заключительная стадия каскада реакций, передающих и усиливающих регуляторное действие некоторых гормонов непосредственно на обмен веществ в клетке.

Гормональная регуляция

Гормоны – сигнальные вещества, образующиеся в клетках эндокринных желез; поэтому гормональная регуляция свойственна только высшим организмам. Гормоны могут регулировать активность ферментов на уровне ковалентной модификации. Кроме того, они способны оказывать воздействие на скорость транскрипции (транскрипционная регуляция).

Из специализированных клеток, в которых происходит синтез гормонов, последние поступают в кровь и переносятся к клеткам-мишеням, имеющим рецепторы, способные связывать гормоны и тем самым воспринимать гормональный сигнал. Связывание гормона рецептором запускает каскад реакций с участием молекул-посредников. Этот процесс завершается клеточным ответом.

Липофильные гормоны связываются с внутриклеточным рецептором (белок) и регулируют транскрипцию определенных генов.

Гидрофильные гормоны действуют на клетки-мишени за счет связывания с рецепторами на плазматической мембране (рис.28.4).

Кроме гормонов аналогичным действием обладают другие сигнальные вещества: медиаторы, нейромедиаторы, ростовые факторы. Четкой границы, позволяющей отличать гормоны от перечисленных веществ, нет. Медиаторами называют сигнальные вещества, которые продуцируются не железами внутренней секреции, а различными типами клеток. К ним относят гистамин, простагландины, которые обладают гормоноподобным действием. Нейромедиаторами считают сигнальные вещества, продуцируемые клетками центральной нервной системы.

Посттранскрипционная и посттрансляционная модификация макромолекул

Модификация и/или процессинг первичных РНК-транскриптов осуществляются с разной скоростью, от чего зависит концентрация зрелых молекул РНК, способных транслироваться, а значит, и интенсивность белкового синтеза. В свою очередь полипептиды синтезированные на рибосомах, прежде чем превратиться в зрелый белок, также должны модифицироваться (см. лекцию31). В случае ферментов речь идет об их ковалентной модификации.

Источник

Выберите способ активации фермента по типу ковалентной модификации

Обратимое изменение каталитической активности ферментов может осуществляться путем ковалентного

Рис. 10.9. Регуляция ферментативной активности путем ковалентной модификации. Слева — фосфорилирование, справа — присоединение нуклеотида. В обоих процессах нуклеозидтрифосфатом (NTP) обычно служит АТР.

присоединения фосфатной группы (преобладает у млекопитающих) или нуклеотида (преобладает у бактерий). Ферменты, подверженные ковалентной модификации, которая сопровождается изменением их активности, называют обратимо модифицируемыми ферментами (рис. 10.9).

Обратимо модифицируемые ферменты могут находиться в двух состояниях, одно из которых характеризуется высокой, а другое — низкой каталитической эффективностью. В зависимости от конкретного случая более активным катализатором может быть либо фосфо-, либо дефосфофермент (табл. 10.3).

Участки фосфорилирования

Обычно фосфорилируется специфический остаток серина и образуется остаток О-фосфосерина; реже фосфорилируется остаток тирозина с образованием остатка О-фосфотирозина. Хотя обратимо модифицируемый фермент может содержать много остатков серина или тирозина, фосфорилирование происходит в высшей степени избирательно и затрагивает лишь небольшое число (1—3) остатков. Эти участки, по всей вероятности, не являются частью каталитического центра; мы, таким образом, имеем еще один пример аллостерических эффектов.

Модифицирующие (конвертирующие) ферменты

Фосфорилирование и дефосфорилирование катализируется протеинкиназами и протеинфосфатазами соответственно (рис. 10.10). В некоторых случаях конвертирующие ферменты сами являются обратимо модифицируемыми ферментами (табл. 10.3). Так, существуют киназы и фосфатазы протеинкиназы, катализирующие модификацию конвертирующих белков (протеинкиназ). Данные о принадлежности к обратимо модифицируемым ферментам протеинфосфатаз менее убедительны, хотя их активность подвержена регуляции. Активность протеинкиназ и протеинфосфатаз находится под гормональным контролем и регулируется также нервной системой, однако детали механизма этой регуляции неясны.

Рис. 10.10. Ковалентная модификация, регулирующая работу фермента и осуществляемая путем фосфорилирования/дефосфорилирования остатка серина.

Таблица 10.3. Некоторые ферменты млекопитающих, каталитическая активность которых в фосфорилированном и дефосфорилированном состояниях различна (Е—дефосфофермент, ЕР—фосфофермент)

Энергетика

Реакции, представленные на рис. 10.10, подобны реакциям превращения глюкозы в глюкозо-6-фосфат или фруктозо-6-фосфата в фруктозо-1,6-бисфосфат (см. гл. 18). При фосфорилировании и последующем дефосфорилировании 1 моля субстрата (фермента или сахара) происходит гидролиз 1 моля АТР.

Активность киназ (катализирующих реакции 1 и 3) и фосфатаз (катализирующих реакции 2 и 4) должна в свою очередь регулироваться — в противном случае их совместное действие будет приводить к катализу неконтролируемого гидролиза АТР.

Аналогия с ингибированием по принципу обратной связи

Регуляция ферментативной активности путем фосфорилирования и дефосфорилирования в известной мере аналогична регуляции по принципу обратной связи. Оба типа регуляции обеспечивают быстрое изменение потока метаболитов в ответ на тот или иной физиологический сигнал; и в том и в другом случае экспрессия генов не затрагивается. При обоих типах регуляции действие направлено на ферменты начальных этапов многостадийной цепи метаболических реакций, чаще всего принадлежащих одному пути биосинтеза, причем не на каталитические, а на аллостерические центры. Однако ингибирование по принципу обратной связи направлено избирательно на один фермент и не зависит от гормональной или нервной регуляции. Напротив, регуляция ферментов млекопитающих путем фосфорилирования — дефосфорилирования распространяется на несколько белков, осуществляется при участии АТР или других нуклеозидтрифосфатов и находится под прямым нервным и гормональным контролем.

ЛИТЕРАТУРА

Gumaa К. A., McLean P., Greenbaum A. L. Compartmentation in relation to metabolic control in liver, Essays Biochem., 1971, 7, 39.

Кип E., Grisolia S. Biochemical Regulatory Mechanisms in Eukaryotic Cells, Wiley, 1972.

Nestler E.J., Greengard P. Protein phosphorylation in the brain, Nature, 1983, 305, 583.

Newsholme E.A., Stuart C. Regulation in Metabolism, Wiley, 1973.

Schimke R. Т., Doyle D. Control of enzyme levels in animal tissues, Annu. Rev. Biochem., 1970, 39, 929.

Soderling T. R. Role of hormones and protein phosphorylation in metabolic regulation, Fed. Proc., 1982, 41, 2615.

Sols A., Marco R. Concentrations of metabolites and binding sites: Implications in metabolic regulation, Curr. Top. Cell. Regul., 1970, 2, 227.

Stanbury J. B. et al. (eds.) The Metabolic Basis of Inherited Disease, 5th ed., McGraw-Hill, 1983.

Vmbarger H. E. Amino acid biosynthesis and its regulation. Annu. Rev. Biochem, 1978. 47, 533.

Weber G. (ed.) Advances in Enzyme Regulation, Vols. 1—9, Pergamon Press, 1963—1987.

Источник

5 Белковых фракций

Аллостерические эффекторы изменяют активность фермента: — изменения специфичности фермента — связываются с участком фермента

Определение ВВ изоформы креатинкиназы используют для диагностики: — не имеют диагностических значений

Выберите верное утверждение: — изоферменты катализируют один и тот же тип реакции

Отключение от оптического значения pH приводит к снижению ферментативной активности: — изменения ионизации функциональных групп

Выберите общее свойство для ферментов и неорганических катализаторов: — способность катализировать прямую и обратную реакции

Действие конкурентного ингибитора можно устранить: — добавлением избытка субстрата

Подберите соответствия: — трипсин — применяют для лечения гнойных ран — фибролизин — применяют при тромбоэмболии — гиалуронидаза — используют для коррекции зубов — стрептокиназа — используют для лечения лейкозов

Установите соответствия: — изоформа КК ММ — встречается в основном в мышцах — изоформа КК ВВ — синтезируется в основном в головном мозге — изоформа КК МВ – содержится в основном в сердце

Установите соответствие: — Ни один – концентрация субстрата, при которой достигается насыщение — Vmax – величина, которая достигается при полномнасыщении фермента субстратом — Км – чем больше величина, тем меньшесредство к субстрату — Оба – кинетический параметр ферментативного катализа

Выберите и расположите нужные ферменты в порядке увеличения времени достижения их максимальной концентрации в крови при инфаркте миокарда: — ЛДГ – 4 — Креатинкиназа – 2 — Кратиатинкиназа МВ – 1 — АСТ – 3 — амилаза – не имеет диагностического значения

Какой из ниже перечисленных ферментов используют в диагностике инфаркта миокарда: — креатинкиназа

Диагностика в моче определяется при: — панкреатите

Изофермент креатинкиназы, использующийся как маркер повреждения сердечной мышцы: — КК – МВ

Активность каких изоферментов лактатдегидрогеназы (ЛДГ) повышаются при заболеваниях печени: — ЛДГ -4,5

Какова будет скорость ферментативной реакции, если концентрация субстрата числению равна Км: — половина максимальной скорости

Какой метод нельзя использовать для разделения смеси ферментов? — диализ – так как высокомолекулярные ферменты не проходят сквозь полупронец. мембрану

При каком значении Км фермент проявляет наибольшеее средство к субстрату: — Км = 1,0*10-6 М

Конкурентный ингибитор может связаться с: — активным центром

Концентрация субстрата, при которой скорость реакции равна ½ Vmax – это: — константа Михаэлиса

Кривая зависимости скорости ферментативной реакции от концентрации фермента: — имеет линейный характер

Максимальная активность МВ изоформы креатинкиназы наблюдается: — через 24 часа после инфаркта

Активность ММ изоформы креатинкиназы в крови может увеличиваться при: — травме и повреждении скелетных мышц

Выберите утверждения, правильно характеризующее изоферменты: — это различные формы ферменты, катализирующие одну реакцию

Какое из ниже перечисленных положений соответствует определению понятия Km: — это концентрация субстрата, при которой скорость реакции равнв ½ Vmax

Отключение от гиперболического характера кривой зависимости скорости ферментативной реакции от концентрации субстрата наблюдается при следующем условии: — при аллостерической природе фермента

При каком заболевании отмечается наиболее выраженное повышение активности фермента АсАт: — инфаркт миокарда

Зависимость скорости реакции от концентрации фермента можно выявить только при условии

при избытке субстрата

Какие изоформы лактатдегидрогеназы (ЛДГ) применяются для дифференциальной диагностики инфаркта миокарда: — ЛДГ – 1 — ЛДГ – 2

Аэробные дегидрогеназы относятся к классу

При постоянной концентрации фермента скорость реакции с увеличением количества субстрата: — увеличивается, затем остается постоянной

Ферменты выполняют каталическую функцию, так как

снижают энергию активации

Неодинаковая скорость протекания одного и того же метаболического пути в разных органах обусловлена следующими различиями. Все утверждения правильные, КРОМЕ: — Ферментным составом

Субстратная специфичность холофермента определяется

Оптимум pH для работы ферментов – это: значение pH, при котором активность фермента будет максимальной

Ни один — расходуются

Небиол катализ – характеризуются

Скорость каталитической реакции зависит от: — концентрации кофактора

Скорость ферментативной реакции – это: — изменение количества молекул субстрата или продукта за единицу времени

Температурный оптимум для работы большинства ферментов составляет: — 36-38 градусов

К термостабильным ферментам можно отнести — Tag –полимеразу

Одна единица активноти фермента (1 МЕ) соответствует

количеству фермента, которое катализирует превращение 1мкМ субстрата за 1 мин при оптмальных условиях

Какие требования предъявляются к ферментам, которые можно использовать в целях энзимодиагностики. Все утверждения верны, КРОМЕ: — высокая активность ферментов в сыворотке крови в норме

Увеличение активности отдельных фракций изоферментов наблюдается при: — повреждения клеток тканей, где они в основном синтезируются — увеличения их синтеза в тканях — увеличение секреции этих белков в крови

Ферменты, катализирующие расщепление внутримолекулярных связей при участии воды, называются

В качестве аналитических реагентов используют следующие ферменты: — уреазу -глюкозоксидазу

Ферменты, в качестве лекарственных средств, применяют при: — обработке гнойных ран — тромбозах и тромбоэмболиях — их недостатки

Какая скорости ферментативной реакции от концентрации субстрата имеет следующий характер: — гиперболический

Разные формы фермента, катализирующие одну реакцию, отличающиеся физико-химическими свойствами и первичной структурной, называются: -изоферменты

Выберите единицы, которые используют для измерения ферментативной

Конкурентный ингибитор может связываться с

Какой из ниже перечисленных ферментов используют в диагностике

В состав кофермента ФАД входит витамин

Какой из белков может взаимодействовать с бифосфоглицератом

С помощью биуретовой реакции обнаруживают

Участок молекулы фермента к которому прис-ся вещество способное вызвать изменение

Белки денатурируют в клетке в результате

Разрыва слабых связей ..

Что характерно для гомотропной регуляции

Субстрат и активатор оддно вещество

В плазме методом электрофореза на ацетатцеллюлозе можно выделить

Выберите верное уттверждение

Изоферменты катализируют одни и тот же тип реакции но отл-ся..

Скорость ферментативной реакции это

Изменение количества молекул субстрата или продукта за единицу времени

Укажите способ регуляции фермента в следующей реакции гликогенсинтетаза..

Путем фосфорилирования и дефосф…

Не один – концентрация..

Vmax – величина которая достигается…

Kм – чем больше величина тем меньше…

Оба – кинетический параметр…

Активность каких изоферментов лактатдегидрогеназы повышается при заболеваниях печени

Какова будет скорость ферментативной реакции если концентрация субстрата численно равна Км

Половина максимальной скорости

Полипептидная часть фермента называется

Отклонение от оптимального значения pH приводит к снижению фер…

Изменения ионизации функциональных групп

Продуктом фермента липаза является

Все положения характеризующие особенности строения и функцион…

Проявляют регуляторные свойства только…

Какие требования предъявляются к ферментам которые можно использовать..

Высокая активность ферментов в сыворотке…

Регенерация какого кофермента делает его доступным для участия в окислительно-восстановительных реакциях

Какие положения верно характеризуют активный центр ферментов

Это участок непосредственно взаимодействующий с субстратом и участвующий…

между активным центром и субстратом имеется комплементарност….

Современная классификация ферментов основывается на

Типе катализируемой реакции

К изофункциональным ферментам относят

В ходе ферментативного катализа при образовании фермент-субстратного..

Мультиферментные комплексы состоят из:

нескольких ферментов, катализирующих превращения одного субстрата в нескольких реакциях

Выберите верное утверждение

Конкурентный ингибитор взаимодействует с активным центром

Конформация белка это

Какой из белков содержит одну полипептдную цепь

Для каких радикалов аминокислот предпочтительное расположение внутри белковой глобулы

Неполярные радикальны ам-т

Какое значение концентрации белка в сыворотке крови характеризует гипопротеинемию

На сколько основных белковых фракций может быть разделена плазма крови с использоованием электрофореза на полосках ацетат целлюлозы

В состав НАД-зависимых оксидоредуктаз входит производное витамина

Структура белка, представляющая совместное расположение нескольких полипептидных цепей связанных нековалентными связями

Трипсин – применяют для лечения гнойных ран

Стрептокиназа – используют для лечения лейкозов

Гиалуронидаза – используют для коррекции зубов

Фибролизин – применяют для тромбоэмболии

Конформация белка это

Пространственное расположение атомов в белковой молекуле

Коэнзим А принимает участие в переносе группы

Ни один – расходуются..

Небиологические катализаторы – характеризуются более..

Выберите белки которые не относятся к гемопротеинам

Из нижеследующих утверждение выберите правильные

Положительную биуретовую реакцию дают дипептиды

Положительную биуретовую реакцию дают полипептиды

Выберите соответствие коферментов и их выполняемой функцией:

ПФ участвует в реакциях

НАД участвует в переносе H и 2 электронов

ФМН участвует в переносе двух H

Koa образует богатые энергией связи

Подберите соответствие: не расходуется в процессе катализа

Не расходуется в процессе оба

Выступает в качестве на один

Катализирует энергетически оба

Способны регулировать ферменты

Обладают высокой ферменты

Характеризуются более низкой небиологические катал.

К какому классу ферментов относится липаза лигазы

Ферменты увеличивают скорость уменьшают энергию активации

Какой тип превращения катализируют киназы образование

Какой кофермент участвует в переносе аминогруппы пф

Ферменты в отличие от других лиганда для катализа

В какой реакции участвует кофермент биотин карбоксилирование

Все положения , характеризующие активный центр гидрофобные

Чем обусловлены субстратная специфичность ферментов? в активном центре

Фермент лактатдегидрогеназа окси.. и холоферментом

Белковая часть холофермента наз. апофер. и апобелком

В составе активного центра участок связывания и катал. участок

Перечислите виды специфичности субстр катал абсолютн стереоспец

Участок связывания в активю центре субстр

К классу трансфераз трансаминазы и киназы

Ферменты класса лиазы разрыв связей

К фермента класса гидролаз кроме глу..

Предшественником коферментов НАФ и НАДФ витамин pp

ФМН в качестве в переносе 2 протонов

Мутазы относятся изомерами

К ферментам класса лиаз альдолазы фумаразы

Пиридоксальфосфат в качестве трасаминирования декарбоксилирования

Пантотеновая кислота НАД

Вещество непептидной природы кофактор

Активной группой кофермента ФМН n1 и n10

В окислительно-востановительных реакциях фмн биотин koa тпф

В активный центр лактатдегидрогеназы НАД

В реакциях дегидрирования фмн

Регулятор ферментативных не подвергается.. связывается..

В активный центр карбокиспептидазы A ионы цинка

Аминокислоты, входящие в состав активного центра правильную.. дестабилизации.. сближение..

Тетрагидрофолиевая кислота переноса одноуглеродных..

Специфичность действия структурой актив. центра

Ферменты, обладающие способны катал..

Все положения, характериз. Ферменты способствуют сдвигу

Какие из ниже перечисленых функциональных гидробофные углеводородные радикалы

Субстратом наз. вещество , претерпе. хим. превращ.

Дайте понятия продукта это вещество , которое образуется в процессе

К какому классу ферментов из ниже перечисленных относится лиазы

Субстратом наз. белковещество, претерп. хим

Что входит в понятия кофермент это небелковая часть фермента

Напишите названия кофактора, участвующие в реакциях карбоксилирования биотин

Верно ли что конкурентные ингибиторы ферментов способны изменять…

Частичным протеолизом активируются следующие ферменты

Сериновые протеазы системы ..

какие положения верно характеризуют активный центр ферментов

это участок непоосредственно..

между активным центром и субстратом имеется..

выберите верные утверждения фосфопротеинфосфатазы

относятся к классу гидролаз

Реакцию превращения цАМФ в АМФ катализирует фермент

Какие из перечисленных аминокислот являются субстратами для реакций фосфорилирования

Выберите субстрат для аденилатциклазы

Степень ингибирования конкурентными ингибиторами можно снизить

Увеличением концентрации субстрата

Какое из ниже перечисленных веществ является специфическим ингибитором сульфгидрильных групп

Регуляторные ферменты чаще всего катализируют

Начальные реакции матаболических путей

Регенерация какого кофермента делает его доступным для участия в ок-вос

Профермент (зимоген) это

Каталитически неактивная форма фермента

Выберите способ регуляции активности ферментов который является необраттимым

Какой из перечисленных ферментов принимает участие в процессе ковалентной модификации ферментов

Испл-ся при лечении..

Связывается нековалентно с активным центром…

Является структурным анатологои

Выберите возможные причины конформационных изменений приводящих к активации аллостерических ферментов

Кооперативное взаимодействие субъединиц

При добавлении субстрата ингибирование фермента конкурентным ингибитором

Все положения характеризуюзщие особенности строения..

Проявляют регуляторные свойства только при диссоциации молекулы на протомеры

Выберите неверное утверждение для обратимых ингиботров

Обратимые конкурентные ингибиторы являются суицидальными субстраттами

Его эффективность не..

Прочно (ковалентно) связыв-ся…

Чем обусловлена S-образная зависимость скорости фермент-й…

Выберите способ активации фермента по типу ковалентной модификации

Кальмодулин приобретает сродство к кальмодулин-зависимой киназе..

Связывания ионов кальция

Индуцируемыми называются ферменты

Выберите возможные причины конформационных изменений приводящих к активации…

Кооперативное взаимодействие субъединиц

Ассоциирован с рецептором

Выберите правильные утверждения протеинкиназы

Относятся к классу трансфераз

Выберите один ответ

Конкурентный ингибитор взаим-ет с акт центром

Что характерно для гомотропной регуляции

Субстрат и активатор — одно вещество

Верно ли, что конкурентные ингибиторы(v max).. Неверно

частичным протеолизом активируется . ферменты. 1)сериновые протеазы 2)трипсин

цАМФ активирует: Протинкиназу А

Какие положения верно характеризуют активный центр. 1)Это участок 2)между активным

Выберите верные утверждения Фосфопротеинфосфатазы. 1)дефосфорилируют белки 2) относятся к классу гидролаз

Фосфолипаза C Выберите один ответ: Катализируют реакцию образования ДАГ И ИФЗ

Реакцию превращения уАМФ в АМФ катализируют фермент Выберите один ответ: Фосфодиэстераза

Какие из перечисленных аминокислот являются субстратами для реакций фосфорилирования: Выберите один или несколько ответов: 1)серин 2)тирозин

Выберите субстрат для аденилатциклазы выберите один ответ: АТФ

ПКА является Выберите один ответ: Гетероолигомерным белком

степень ингибирования конкурентными. Выберите один ответ: Увеличение концентрации субстрата

Укажите способ регуляции активности фермента в следующей реакции: гликогенсинтетаза(неактивная) Выберите один ответ: Путём фосфорилирования или дефосфорилирования

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Источник