Регуляция ферментативной активности

Удивительной особенностью клеточного метаболизма является тот факт, что каждая клетка регулирует синтез продуктов, необходимых для ее нормального существования, производя их в нужном количестве и с соответствующей скоростью. В то же время клетка избегает перепроизводства, которое привело бы к напрасной трате энергии и материалов.

Доступность исходных молекул субстрата или коферментов основной лимитирующий фактор, и по этой причине большинство ферментов работает со скоростью, далекой от максимальной. Температура тоже влияет на скорость ферментативных реакций. Повышение температуры увеличивает скорость ферментативных реакций, но до определенного предела. Как видно из рис. 5-9, скорость большинства ферментативных реакций удваивается при подъеме температуры на каждые 10°С, но около 40°С падает очень быстро.

Увеличение скорости реакций происходит за счет повышения энергии реагирующих компонентов; уменьшение скорости связано с тем, что в самой молекуле фермента начинается вибрация, которая разрушает водородные связи и нарушает другие, относительно слабые взаимодействия, удерживавшие молекулу в определенном состоянии. На активность фермента влияет и величина pH окружающего раствора. Конформация фермента зависит от притяжения и отталкивания между отрицательно (кислыми) и положительно (основными) заряженными группами аминокислот.

При изменении pH эти заряды меняются, что приводит к изменению структурной организации фермента, иногда настолько, что он не может функционировать. Возможно, наиболее существенную роль играет изменение зарядов активного центра и субстрата, что сказывается на способности образовывать связи. Иногда некоторые ферменты могут работать при величине pH, далекой от оптимума.

Предполагают, что это противоречие является не «оплошностью» процесса эволюции, а способом регуляции активности фермента. Живые системы имеют механизмы включения и ингибирования активности фермента. Некоторые ферменты образуются в неактивной форме, по мере надобности они активируются, обычно другим ферментом. Эти специфические механизмы будут обсуждаться в гл. 8.

_{П. Рейвн, Р. Эверт, С. Айкхорн, Современная ботаника В 2-х томах, Том 1, Перевод с английского канд. биол. наук В. Н. Гладковой, проф. М. Ф. Даниловой, д-ра биол. наук И. М. Кислюк, канд. биол. наук Н. С. Мамушиной под редакцией акад. А. Л. Тахтаджяна}

AOF | 18.11.2020 16:29:00