Регуляция активности ферментов Лекция 3 1 Аллостерическая

Регуляция активности ферментов Лекция 3 1

Аллостерическая регуляция и механизм обратной связи 2

l l Аллостерические белки – белки, свойства которых могут меняться при связывании низкомолекулярных веществ – эффекторов. Эффектор не имеет структурного сходства с субстратом и не может конкурировать с ним за один и тот же участок молекулы фкрмента. 3

Активация фермента предшественником Позитивная аллостерическая регуляция 4

Ингибирование по принципу обратной связи 5

Если клетка синтезирует 2 и более изоферментов, то специфический эффект ингибирования происходит только в отношении одного из них 6

Упрощенная схема превращения аспарагиновой кислоты E. сoli (продукты биосинтеза являются аллостерическими ингибиторами одной или нескольких реакций) 7

Поливалентное аллостерическое ингибирование Продукты действуют на разные аллостерические центры одного фермента 8

Кооперативное аллостерическое ингибирование Продукты действуют на один аллостерический центр фермента 9

Пример кооперативного ингибирования 10

Каскадное аллостерическое ингибирование 11

Пример каскадного аллостеричекого ингибирования 12

Сочетание активации и ингибирования при синтезе двух различных конечных продуктов и при одном промежуточном метаболите В 13

Механизмы регуляции биосинтеза вторичных метаболитов по принципу обратной связи 14

Индукция ферментов у микроорганизмов 15

Индукторы: l l Внеклеточные (авицел, Rсорбоза, софороза – при синтезе ксиланазы T. reese) Истинные (функционирующие на уровне ДНК) 16

Механизм индукции лактозного оперона А - в отсутствие индуктора (лактозы) белок-репрессор связан с оператором. РНК-полимераза не может присоединиться к промотору, транскрипция структурных генов оперона не идёт; 17

Б - в присутствии лактозы белок-репрессор присоединяет её, изменяет свою конформацию и теряет сродство к оператору. РНК-полимераза связывается с промотором и транскрибирует структурные гены: βгалактозидазы (А), катализирующей гидролиз лактозы до глюкозы и галактозы; галактозидпермеазы (В), осуществляющей транспорт лактозы и других галактозидов в клетки; тиогалакто-зидтрансацетилазы (С) фермента, способного переносить ацетильную группу ацетил-Ко. А на тиогалактозу. 18

Фактор А стрептомицетов Индуцирует более 10 белков на уровне транскрипции. В жидкой культуре вырабатывается перед началом синтеза антибиотика и исчезает в период его максимального накопления. 19

Фактор L Контролирует образование воздушного мицелия, спорогенез и синтез антибиотика лейкомицина S. griseus 20

Регуляция оперона транспозоном 21

Катаболитная репрессия 22

Механизм репрессии синтеза ферментов, участвующих в образовании гистидина А - в отсутствие корепрессора (гистидина) белок-репрессор не имеет сродства к оператору, РНК-полимераза присоединяется к промотору, и происходит транскрипция 10 структурных генов, кодирующих строение ферментов, участвующих в синтезе гистидина; 23

Б - в присутствии гистидина в среде комплекс белка-репрессора с корепрессором, т. е. Гис, связывается с оператором, препятствует присоединению РНК-полимеразы к промотору и останавливает транскрипцию. 24

Катаболитная репрессия у кишечных бактерий 25

Катаболитная репрессия у Гр+ бактерий 26

Белки, включающиеся в катаболитную репрессию углерода 27

Источники углерода, отрицательно влияющие на биосинтез вторичных метаболитов 28

29

Регулирующая функция фосфатов 30

Гликолиз 31

1 Гексокиназа (КФ 2. 7. 1. 1) 32

Гексокиназа ингибируются продуктом реакции глюкозо-6 фосфатом и стимулируется неорганическим фосфатом 33

3 фосфофруктокиназа 34

Фосфофруктокиназа (ФФК) l тетрамерный фермент, существующий поочерёдно в двух конформационных состояниях (R и T), которые находятся в равновесии и попеременно переходят из одного в другое. АТФ является одновременно и субстратом, и аллостерическим ингибитором ФФК. 35

l Наиболее важным же аллостерическим регулятором гликолиза и глюконеогенеза является фруктозо-2, 6 -бифосфат, который не является промежуточным звеном этих циклов. Фруктозо-2, 6 -бифосфат аллостерически активирует фосфофруктокиназу. 36

10 37

Пируваткиназа l Фермент ингибируется АТФ и ацетил-Ко. А и активируется фруктозо-1, 6 -бифосфатом. 38

Фосфорилирование белков может угнетать изх каталитичские функции протеинкиназы 39

Заключительные стадии синтеза стрептомицина ингибируются избытком фосфора 40

Взаимопревращение нуклеиновых кислот и нуклеозидфосфатов E. coli ингибирование фосфатом 41

Регуляция азотсодержащими соединениями микробных клеток 42

Источники азота, препятствующие синтезу вторичных метаболитов 43

Аллостерическое ингибирование по принципу обратной связи глутаминсинтетазы 44

45

46

Частные примеры регуляции 47

Ароматические аминокислоты 48

Использование слабых физических полей 49

Влияние электрофизическ ой обработки воды на кинетику образования биогаза, при воздействие поля на всю среду 50

Влияние электрофизической обработки воды на кинетику образования биогаза при предварительной обработке воды 51

Спасибо за внимание! 52