Индукция ферментов в норме и патологии - Крицман М.Г.
Скачать (прямая ссылка):
ускорению образования или разрыва химической связи в этом веществе и
эластичному изменению белка, вещество, воздействующее на индуцируемый
фермент, становится его субстратом. Таким образом, возникают субстрат-
ферментные взаимоотношения. Другие веще-
277
ства могут мешать или способствовать этому процессу; те из них, которые
повышают его скорость, являются индукторами.
Эти представления не совпадают с изложенной концепцией Жакоба и Моно.
Несоответствие теории упомянутых авторов экспериментальным данным
отражено и в работе Greengard (1967). С теорией Жакоба и Моно не
согласуются также данные исследований по индуцирующему влиянию различных
веществ на активность изолированных ферментных систем. Эти работы
показывают, что индукция ферментов осуществляется также вне систем,
обеспечивающих образование из аминокислот новых молекул белка. Кроме
того, они дают возможность выявить, с какого рода трансформациями
(химического и физического порядка) белков сопряжено повышение
каталитической активности и специфичности биокатализаторов.
При рассмотрении экспериментального материала по указанному вопросу
обращает на себя внимание тот факт, что большое число различных
химических веществ и физических факторов меняет активность многих
ферментов. Часть из этих факторов действует избирательно только на
некоторые ферменты. Наряду с этим имеется сравнительно небольшая группа
веществ, активирующая ферменты различного строения и действия.
Из уже приведенных материалов легко видеть разнообразие химических
веществ, повышающих активность ферментов. Так, (3-галактозидаза, находясь
в растворе, активируется толуолом (Viebel, 1937), цистеином (Wilkinson,
1949). Мышьяк и фосфор повышают активность нитратре-дукгазы (Jamaguchi,
Joslyn, 1951). Сульфат, арсенат и цитрат активируют очищенную фумаразу
(Massey, 1953; Massey, Alberty, 1954). Ферменты цикла трикарбоновых
кислот активируются сукцинатом, малонатом и фумаратом (Massey, 1953;
Massey, Alberty, 1954). Под влиянием янтарной кислоты повышается
ферментативная активность сукцинде-гидрогеназы (Thorn, 1962; Wang, Tsou,
Jang, 1956). Интересно, что при длительном контакте янтарной кислоты с
сукциндегидрогеназой наблюдается снижение активности фермента значительно
большее, чем в контрольных пробах, не содержащих янтарной кислоты
(Kimura, Hauber, Singer, 1963). Аналогичное двойственное влияние
субстрата на активность фермента наблюдалось при исследовании
карбамоилфосфосинтетазы.
Широко известна активация многих ферментов ионами двухвалентных металлов.
Установлено, что Са2+, Ва2+, Mg2+ повышают активность
тетрагидрофолатредуктазы (КФ 1.5.1.3) (Bertino, 1962); Cl-, Br-, I- и
другие анионы активируют глицератдегидрогеназу (КФ 1.1.1.29) (Willis,
Sallach, 1962). Некоторые ионы меняют относительную специфичность
фермента. Так, ионы Со2+ на 100% повышают активность Б-карбоксипептидазы
и понижают ее эстераз-ную активность, в то время как йод, кадмий повышают
на 100% эстеразную активность и снижают на 87% пептидазную активность
(Folk, Glander, 1961).
Подобным же образом Cd2+ действует и на Л-карбокси-пептидазу.
Общеизвестным фактом является зависимость активности всех ферментов от
ОН- и Н+. Под влиянием этих ионов часто меняется не только активность
фермента, но и его специфичность без синтеза молекул фермента de novo из
аминокислот. Например, папаин при pH - 5,0 в основном гидролизует
пептидную связь, а при pH = 8,0 катализирует реакцию транспептидации.
-R СО-NH -СН R-СО-NH-R'
+ н,о
он
I
-С-NHR I
ОН
+ nh2x
он I
-С-NHR1 I
NHX
-СООН + H2NR рН = 5
Г идро.пиз
-СО-NHX+ H2NR pH = 8 Обменная реакция
Очистка некоторых ферментов сопровождается также их активацией не только
в результате удаления балластных белков, но и вследствие перестройки
собственных молекул биокатализатора. Такое явление наблюдалось при
очистке пиридиндегидрогеназы салициловой кислотой: реактив
повышал активность фермента. Подобным же образом Deal (1963) обнаружил
значительную активацию оксидазы тригидроксиантраниловой кислоты сульфатом
аммония.
279
Jnagami, Murachi (1963) наблюдали активацию пероксидаз-пой активности
катал азы при обработке этого фермента гуанидином. Обнаружено также
повышение активности гидролитических функций трипсина в присутствии
этиламина.
При действии гуанидина, мочевины и формамида происходит активация
дигидрофолиевой редуктазы (Kaufman, 1963). Резко выраженная субстратная
активация наблюдалась при действии аспарагиновой кислоты на аспартат-
семиальдегид-дегидрогеназу (КФ 1.2.1.11) (Surdin, Karase-vich, Robichon-
Szulmajster, 1963). Субстратная активация in vitro обнаружена также у
фосфофруктокиназы (Mansour,
1963) и гликогенсинтетазы (Traut, Lipmann, 1963).
Алкогольдегидрогеназа в присутствии иоиа цинка
повышает активность, так как этот ион способствует соединению отдельных
мономеров фермента в каталитически активный полимер. При этом можно
допустить, что, кроме прямого изменения структуры белка под влиянием
