Экологические аспекты ихтиотоксикологии - Лукьяненко В.И.
Скачать (прямая ссылка):
Тунец 25 - 160
Глицеральдегид-З- фосфат-дегидро
геназа
Треска 5 14,7 44,8**
35 14,8 544
* В молях НАД-Н, окисленного на 1 моль фермента за 1 мин.
** В молях субстрата, превращенного в продукт реакции на 1 мкмоль фермента за 1 с.
и служить материалом для отбора. О том, как под влиянием температуры могут меняться некоторые из этих показателей ферментов рыб, можно судить по данным табл. 19.
Особое значение имеет сродство ферментов к субстратам, оцениваемое в экспериментальных условиях по величине "кажущейся" константы Михаэлиса (/См) (полунасыщающая концентрация субстрата) для ферментов, имеющих гиперболическую кривую насыщения, или SQ 5 — для ферментов с сигмоидными кривыми насыщения. И в том, и в другом случаях речь идет о концентрации субстрата, при которой скорость реакции равна половине максимальной. Причем высоким значениям Км или SQ 5 соответствует низкое сродство фермента к субстрату, а низким значениям — высокое сродство фермента к субстрату. Для большинства исследованных ферментов К непрерывно снижается по мере снижения температуры таким образом, что при понижении температуры на 10° сродство к субстрату примерно удваивается. Тем самым как бы компенсируется нормальное влияние температурного коэффициента G10 на кинетическую активность, что позволяет обеспечивать относительную независимость стандартного обмена при обычных для вида температурных условиях обитания. Увеличение сродства фермента к субстрату при снижении температуры, т. е. повышение эффективности его работы в изменившихся условиях, получило название "положительной температурной модуляции", поскольку по своему биологическому смыслу оно аналогично влиянию положительных модуляторов, т. е. метаболитов, повышающих активность фермента [195]. Необходимо подчеркнуть, что компенсация температурных изменений в скоростях реакций за счет изменения сродства ферментов к субстрату происходит только при ненасыщающих концентрациях субстратов, т. е. при физиологических условиях, и была бы невозможной при максимальных концентрациях субстратов [408,619]. .
Особое значение положительной температурной модуляции состоит в
высокой скорости (почти мгновенной) ее проявления. Это позволяет рассматривать ее в качестве одного из наиболее эффективных механизмов немедленной метаболической компенсации температурных эффектов у эктотермных животных, в том числе и рыб [195].
Другой важнейший механизм метаболической компенсации температурных эффектов, обеспечивающий акклимацию, или адаптацию, рыб к более длительным изменениям температуры (сезонным и многолетним) — это синтез различных вариантов одного и того же фермента (изоферментов) , кодируемого различными локусами или разными аллелями одного гетерозиготного локуса (аллоферменты). Полиморфизм ферментов рыб был открыт в середине 60-х годов текущего столетия на примере лактат-дегидрогеназы [358, 499, 516], эстераз [530, 627] и малатдегидрогеназы [531]. За прошедшие два десятилетия эти исследования интенсивно развивались, и к настоящему времени мы располагаем данными, свидетельствующими о широком распространении полиморфизма ферментов у разных по степени организации и экологии видов рыб. Достаточно сказать, что сегодня известен полиморфизм почти трех десятков ферментов, в том числе лактатдегидрогеназы (ЛДГ, 1.1.1.27), НАД-зависимой малатдегидрогеназы (МДГ, 1.1.1.37), а-глицерофосфатдегидрогеназы (а-ГФД,
1.1.1.8), 6-фосфоглюконатдегидрогеназы (6-ФГД, 1.1.1.43), тетразоли-умоксидазы (ТО, 1.6.4.3), глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы (Г-З-ФД, 1.2.1.12), алькогольдегидрогеназы (АДГ, 1.1.1.1), изоцитрат-дегидрогеназы (ИДГ, 1.1.1.42), каталазы (КАТ, 1.11.1.6), пероксидазы (ПО, 1.11.1.7), сорбитдегидрогеназы (СПГ, 1.1.1.14), глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы (Г-6-ФД, 1.1.1.49), фосфоглкжомутазы (ФГМ, 2.7.5.1), аспартатаминотрансферазы (ААТ, 2.6.1.1.), шести эстераз (ЭСТ, 3.1.1.1.; 3.1.1.2; 3.1.1.6; 3.1.1.7; 3.1.1.8 и 3.1.1.10), фосфоглюкоизомеразы (ФГИ
5.3.1.9), креатинфосфокиназы (КК, 2.7.3.2), глутаматоксалаттрансаминазы (ГОТ, 2.6.1.1), амилазы (АМИ, 3.2.1.1), пептидазы, лейцинаминопепти-дазы (ПЕП, ЛАП, 3.4.1.1), карбоангидразы (КА, 4.2.1.1) и др. Наиболее полно изучены три оксиредуктазы — ЛДГ, МДГ и а-ГФД, а также некоторые трансферазы и гидролазы, в частности неспецифические эстеразы. Следует, пожалуй, подчеркнуть, что изучение полиморфизма ферментов рыб ведется в основном с генетических позиций для выявления меж- и внутрипопуляционных различий. В этом направлении достигнуты определенные успехи. Анализ и обобщение накопленных данных по генетике ферментов рыб выполнены В. С. Кирпичниковым в его фундаментальной монографии по генетическим основам селекции рыб. Степень изменчивости различных ферментов оказалась неодинаковой. Наиболее изменчивы эстеразы, разнообразие которых определяется как увеличением числа гомологичных локусов в геноме, так и числа аллелей каждого локуса. В этом можно увидеть адалтивную природу генетического полиморфизма ферментов у рыб, поскольку для большинства эстераз характерна множественность субстратов [73]. Весьма гетерогенна по степени изменчивости группа оксиредуктаз, которая включает в себя ферменты с высокой внутривидовой и внутрипопуляционной изменчивостью (ЛДГ, МДГ), а также с умеренной (ИДГ, а-ГФД, ТО) и слабо выраженной (6-ФГД, Г-6-ФД) изменчивостью. В данном случае речь идет об изменчивости структурных генов, ко-
