Регуляция ферментативной активности - Коэн Ф.
Скачать (прямая ссылка):
-Реакция альтерации катализируется ADP-рибозил-трансферазой, находящейся в головке фага Т4; этот фермент проникает в бактерию вместе с фаговой ДНК. ADP-рибозилированию подвергаются специфические аргининовые остатки молекулы полимеразы (имеющей структуру рр'ссгст) в а- и а-субъединицах и в меньшей степени в ,р- и р'-субъединицах. Стабильность образующихся соединений предполагает, что между ADP-рибозильной группой и гуанидиновой группой аргинина образуется N-гликозидная связь. Реакция альтера-
ции завершается в течение первой минуты от начала заражения; при этом ADP-рибозилированию подвергается не более 50% а-субъединиц. Следует отметить также, что ADP-рибозилирование JS-, р'- и а-субъединиц обратимо (через несколько минут после заражения эти субъединицы оказываются интактными). Значение реакции альтерации остается неясным, тай как мутанты фага, лишенные ADP-рибозилтрансферазы, сохраняют способность репродуцироваться в клетках [51]. Реакция модификации влияет на синтез белка в зараженной клетке; она осуществляется через несколько минут после реакции альтерации. В результате реакции модификации происходит количественное ADP-рибозилирование определенного остатка аргинина в а-субъединице [52]; вероятно, именно поэтому полимераза перестает транскрибировать геном Е. coli, но сохраняет при этом способность к транскрипции генов фага Т4. Можно полагать, что а-субъединицам принадлежит важная роль во взаимодействии полимеразы с промоторными участками генома Е. coli [53]. Реакции альтерации и модификации катализируются различными ферментами, так как мутации, затрагивающие эти функции, локализуются в различных участках генома фага [54].
5.5. Заключение
Хотя число различных типов посттрансляциоиной модификации аминокислот в составе белков in vivo превышает 150 [1], по-видимому, лишь немногие из них используются для регуляции активности ферментов. Известно, что активность многих ферментов в фотосинтезирующих организмах может регулировать-, ся с помощью тиол-дисульфидного превращения. Присутствие тиоредоксина в клетках млекопитающие [37] свидетельствует о том, что этот тип регуляции действительно имеет широкое распространение. Регуляция небольшого числа бактериальных ферментов, по-видимому, осуществляется путем обратимого аде-нилирования, уридилирования и ацетилировання.
ADP-рибозилирование обнаружено только в клетках, зараженных бактериальными вирусами или подвергшихся действию токсинов; вместе с тем хорошо известно, что происходит ADP-рибозилирование и белков, не являющихся ферментами; например, в ядрах «леток млекопитающих модифицируются гистоны [55].
Действие токсинов и вирусов весьма сходно с действием нервных сигналов и гормональных факторов; в обоих случаях внутриклеточные функции изменяются под влиянием внешних агентов. Бактериальные токсины и гормоны очень эффективны; их действие . во всех случаях начинается со связывания с рецепторами, локализованными на плазматических мембранах клеток-мишеней. Оно часто опосредовано ковалентной модификацией- внутриклеточных белков; в некоторых случаях гормоны и токсины активируют один и тот же фермент (аденилатциклазу). Многие токсины являются ферментами, и поэтому одна молекула токсина в принципе способна катализировать модификацию всех доступных молекул субстрата, имеющихся в клетке. Это обусловливает их исключительно высокую токсичность.
Литература
1. Wold F. Ann. Rev. Biochem., 50, 783—814 (1981).
2. Woolfolk С. A., Stadtman E. R. Biochem. Biophys. Res. Com-mun., 17, 313—319 (1964); Arch. Biochem. Biophys., 118, 736— 755 (1967).
3. Stadtman E. R., Shapiro В. М., Kingdon H. S., Woolfolk C. A., Hubbard J. S. Adv. Enz. Reg., 6, 257—289 (1968).
-4. Shapiro В. М., Stadtman E. R. Ann. Rev. Microbiol., 24, 501— 524 (1970).
5. Valentine R. C„ Shapiro В. М., Stadtman E. R. Biochemistry, 7, 2143—2152 (1968).
6. Holzer H., Mecke D., Wulff K, Liess K-, Heilmeyer L. Adv. Enz. Reg., 5, 211—225 (1967).
7. Kingdon H. S., Stadtman E. R. Biochem. Biophys. Res. Com-mun., 27, 470—473 (1967).
8. Shapiro В. М., Kingdon H. S., Stadtman E. R. Proc. Nat. Acad. Sci., 58, 642—649 (1967).
¦9. Kingdon H. S., Shapiro В. М., Stadtman E. R. In: Metabolic Interconversions of Enzymes 1966, Springer-Verlar, Heidelberg, vol. 5fc, pp. 1703—1710, 1967.
10. Wulff К-, Me.cke D., Holzer Н. Biochem. Biophys. Res. Com-mun., 28, 740—745 (1967).
11. Heinrikon R., Kingdon H. S. J. Biol. Chem., 246, 1099—1106 (1971).
12. Stadtman E. R., Ginsburg A., Ciardi J. E., Heh J., Hennig S. B., Shapiro В. М., Adv. Enz. Reg., 8, 99—118 (1970).
13. Ciardi J. E., Cimino F., Stadtman E. R. Biochemistry, 12, 4321—4330 (1973).
14. Andersbn W. B., Stadtman E. R. Biochem. Bophys. Res. Com-mun., 41, 704—709 (1970).
15. Shapiro В. M„ Biochemistry, 8, 659—670 (1969).
16. Anderson W. B., Hennig S. B., Ginsburg A., Stadtman E. R. Proc. Nat. Acad. Sci., 67, 1417—1424 (1970).
17. Rhee S. G., Chock P. B., Stadtman E. R. Proc. Natl. Acad. Sci. (USA), 75. 3138-3142 (1978).
18. Stadtman E. R„ Brown М., Segal A., Anderson W. A., Hen-
