Тиаминовые ферменты - Кочетов Г.А.
Скачать (прямая ссылка):
0 возможности регуляции пируватдегидрогеназного комплекса в физиологических условиях путем его ингибирования восстановленной формой кофермента.
Активность пируватдегидрогеназного комплекса, измеряемая прн разном соотношении НАД+/(НАД++ + НАДН) в системе, изменяется особенно резко при величине указанного отношения равной 0,8 и выше (рис. 47). Отношение НАД+/(НАД+-1-НАДН) в клетках Е. coli, растущих в аэробных условиях, равно примерно 0,8 [200]. Таким образом, пируватдегидрогеназный комплекс может, по-впднмому, участвовать в стабилизации физиологического уровня окисленной и восстановленной форм кофермента в нативной клетке.
Действительно, как это следует из данных, представленных на рис. 47, даже при незначительном увеличении количества НАД+ ферментативная активность комплекса будет повышаться, в результате чего содержание НАДН увеличится, а соотношение НАД+/(НАД+ + НАДН) вернется к исходному уровню. И наоборот, уменьшение концентрации НАД+ будет сопровождаться противоположными изменениями в системе, а результат окажется тот же — указанное соотношение различных форм кофермента сохраняется на исходном уровне.
Итак, пируватдегидрогеназный комплекс инактивируется под действием ГТФ, ацетил-КоА и восстановленного НАД. Другими словами, при повышении их концентрации скорость процесса, в результате которого они образуются (непосредственно — ацетил КоА и НАДН или
1 Аналогичные данные были получены с пирувтгдегндрогеназным комплексом, выделенным из Azotobacter vinelandii [108].
185
Рис. 47. Влияние пирупатя на ферментативную активность пирувапегидрогенал-ного комплекса из Е. coli, измеряемую при разных соотношениях окисленной н восстановленной форм
НАД [471]
Концентрация пнрувата (М): / — 510-Б, 2 — 5-10-«; —5-10-»
O.Z П,б Г,О
ш* / (нпд++ мядн)
при дополнительном участии других ферментов — ГТФ), снижается. И наоборот, когда их концентрация уменьшается, активность пируватдегидрогеназного комплекса повышается, и указанные метаболиты накапливаются в среде. Действие ацетил-КоА можно рассматривать как пример регуляции, осуществляющейся по типу обратной связи, так как этот метаболит является конечным продуктом в цепи последовательных реакций, осуществляемых несколькими ферментами пируватдегидрогеназного комплекса, а ингибирует он первый из них — пируватде-карбоксилазу.
Известно, что окисление ацетил-КоА (образующегося из пнрувата под действием пируватдегидрогеназного комплекса) в цикле трикарбоновых кислот приводит, в конце концов, к образованию богатых энергией фосфорных соединений. С другой стороны, карбокенлирование пи-рувата сопровождается образованием щавелевоуксусной кислоты, которая сама может служить исходным субстратом для целого ряда биосинтетических процессов. В клетках Е. coli образование щавелевоуксусной кислоты происходит таким образом, что сначала пируват под действием пируваткиназы фосфорилируется в фосфоенолпн-руват, а затем под действием фосфопируваткарбоксила-зы карбоксилируется в шавелевоуксусную кислоту [307]. Нельзя исключить, что путь, по которому пойдет превращение пировиноградной кислоты (энергетический или пластический), может определяться концентрацией в среде ацетил-КоА и соотношением ГТФ/ГДФ.
186
Действительно, как уже указывалось выше, скорость окислительного декарбоксилирования пирувата снижается как при повышении концентрации ацетил-КоА, так п с увеличением отношения ГТФ/ГДФ. Эти же условия должны, наоборот, способствовать процессу синтеза щавелевоуксусной кислоты, так как пируваткиназная реакция идет с потреблением энергии, а фосфоенолпируват-карбокенлаза в значительной степени активируется аце-тил-коэнзимом А [307].
ОКСОГЛУТАРЛТДЕГИДРОГЕНАЗНЫП КОМПЛЕКС ИЗ ЦВЕТНОЙ КАПУСТЫ
Скорость окислительного декарбоксилнровання а-ке-тоглутаровой кислоты существенно повышалась в присутствии АМФ [537]. Наблюдалось также увеличение сродства субстрата и тиаминпнрофосфата к оксоглута-ратдегидрогеназному комплексу [538].
Действие АМФ на оксоглутаратдегндрогеназиои комплекс достаточно специфично. Многие другие нуклеотиды хотя и были способны повышать скорость ферментативной реакции, но в значительно меньшей степени по срав пению с АМФ.
Вопрос о том, на какой нз трех компонентов оксоглу-таратдегидрогеназного комплекса направлено действие АМФ, специально не исследовали, хотя и было показано, что на лппоплдегидрогеназу он не действовал. Можно полагать, что нуклеотид влияет на первый фермент комплекса (оксоглутаратдекарбокснлазу), так как именно с ним связываются тиаминпнрофосфат и а-кетоглутаро-вая кислота, сродство которых к оксоглутаратдегидро-геиазному комплексу повышается в присутствии АМФ (Для оксоглутаратдегидрогенэзного комплекса, выделенного из Acinetobacter lwoffi, это было показано экспериментально [381]).
Максимальная активность оксоглутаратдегидрогеназ-ного комплекса выявляется топько в том случае, если наряду с тиаминпирофосфатом добавляли н двухвалентные катионы. Обычно в опытах использовали магний, хотя и другие попы двухвалентных металлов могли выполнять роль активаторов, причем кальций даже более эффективно, чем магний. Стронций был менее активен.
