Индукция ферментов в норме и патологии - Крицман М.Г.
Скачать (прямая ссылка):
стимулируется диэтилстильбэстролом высокой концентрации (Maxwell, Topper,
1961; Maxwell, 1962). Эффект усиливается при pH = 7,3 - 9,5, а также при
повышении концентрации субстрата. Автор считает, что гормон, образуя
комплекс с субстратом и кофактором, меняет конформацию фермента. В этом
процессе принимают участие его SH-rpyn-пы; изменений седиментации белка
при этом не наблюдалось.
272
Интересные данные, способствующие пониманию механизма действия гормонов,
приведены в работе Томкинса и Килдинг (1964). Авторы объясняют
ингибирующую активность глутаматдегидрогеназы действием стероидных
гормонов (эстрогены, диэтилстильбэстрол), которое снимается добавлением
НАД и АДФ. Было показано, что действие стероидов на фермент объясняется
способностью этих гормонов дезагрегировать глутаматдегидрогеназу, имеющую
молекулярный вес 1 ООО ООО, на субъединицы с молекулярным весом 250 ООО.
Инактивация фермента происходит потому, что глутаматдезамшифрующей
активностью обладают агрегированные молекулы, а не его субъединицы.
Снятие ингибирующего эффекта стероидных гормонов АДФ зависит от того, что
это вещество препятствует дезагрегации молекул фермента.
Так как в определении конфигурации фермента имеют значение SIT-группы,
авторы исследовали эффект стероидных гормонов и АДФ в присутствии
веществ, связывающих сульфгидрильиые группы. В присутствии последних не
проявлялось ингибирующее влияние на активность глутаматдегидрогеназы
стероидных гормонов, как и защитное действие АДФ. Было выдвинуто
предположение о том, что гормоны, действуя на неполярные связи молекул
фермента, меняют его вторичную и третичную структуру и таким путем влияют
на проявление его активности.
Laidler, Krupka (1961) придерживаются представления о том, что гормоны
меняют структуру фермента и повышают проницаемость клеточных мембран.
Ранее одним из указанных авторов (Laidler, 1951) сообщалось, что
гидростатическое давление влияет на скорость действия ферментов, причем
эти изменения происходят за счет энтропийного эффекта. Было сделано
допущение, что при этом имеет место деспирализация молекул фермента при
образовании комплекса с субстратом и спирализация их при распаде
комплекса.
Авторы считали, что заряженные группы принимают участие в этом
структурном эффекте, при котором может возникнуть поляризация, приводящая
к повышению или снижению связи с растворителем. •
Второе изменение, которое может происходить с ферментами, авторы
аналогизируют с резиноподобным скручиванием; таким образом, происходящие
изменения представ-
18 Индукция фермент о" п норме и патологии
273
ляются or полностью растянутого вытянутого СОСТОЯНИЙ (3-формы к менее
вытянутому состоянию a-форме без изменения водородных связей.
Раскручивание связано с увеличением энтропии и увеличением объема. При
образовании из фермента и субстрата комплекса (Е + 5 ^ ES) бывает два
типа изменений в зависимости от фермента, принимающего участие.
При образовании комплекса с участием трипсина, пепсина и миозина энтропия
и выраженность активации положительны, в то время как в случае
химотрипсина, карб-оксипептидазы и уреазы они обычно отрицательны. Это
различие может быть объяснено в свете электростатического взаимодействия
между активным центром фермента и субстратом.
Так как химотрипсин и уреаза действуют на электро-пейтральный субстрат и
взаимодействие между ними приводит к частичной ионизации, то это
обусловливает отрицательные величины энтропии. В то время как миозин
заряжен положительно и действует на заряженный отрицательно субстрат,
взаимодействие между ними приводит к нейтрализации и положительной
энтропии.
Миозин, трипсин, пепсин, образуя комплекс с субстратом, нейтрализуют свой
заряд и снижают поляризацию по сравнению с исходным веществом.
Карбоксипептидаза является исключением: субстрат
заряжен, а энтропия отрицательная. Объяснение, по-видимому, заключается в
том, что заряженная группа субстрата может не войти в контакт с
заряженной группой фермента.
При взаимодействии холинэстеразы с ацетилхолином изменения этого фермента
связаны с энтропийным эффектом и могут привести к изменению конформации
мембран. Это дало основание автору допустить, что влияние гормонов на
ферменты происходит аналогичным образом.
Hagerman, Villee (1953) показали, что эстрадиол-17-В повышает утилизацию
пировиноградной кислоты и стимулирует активность дегидрогеназы
изолимонной кислоты.
Все изложенное выше указывает на то, что широко представленное в
организме индуцирующее действие гормонов на ферменты не может быть
сведено к единому механизму. Анализ накопленных *к настоящему времени
данных намечает только контуры возможных путей осуществления
гормонального эффекта, обусловленного внутримолекулярным строением этих
сложных химических соединений и
274
многообразием проявления их функций. Однако эти материалы ясно
показывают, что нет оснований считать главным механизмом индукции
ферментов их синтез на матрице из аминокислот de novo.
