Регулфяция метаболизма - Ньюсхолм Э.
Скачать (прямая ссылка):
1 Различие в действии pH на- неактивирсшанную я активированную формы 6-киназы удобно использовать для измерения степени активации in vivo. Мышцу быстро экстрагируют и определяют активность 6-киназы при pH 6,8 н 8,2. Малая величина отношения активности при pH 6,8 к активности три ipH 8,2 указывает на то, что фермент находится в не активированной форме; с приближением этого отношения к 1 активация приближается к 100% (рис, 40).
6,0
9,0
7,0 8,0
pH
Рис. 40. Влияние pH на неактивную и активную киназы фосфорилазы b
¦ П7].
4 — неактивная форма; Б — активная
форма.
возможны большие сдвиги pH, обларуженное влияние pH, вероятно, является нефизиолопичеюки.м и н е актив иров айн а я форма окиназы фосфорилазы b в '.клетке (всегда неактивна.
Активирующее действие АТФ — Mg2+ и Са2+, по-видимому, имеет важное физиологическое значение. Результаты многочисленных плодотворных исследований, касающихся этой активации, можно обобщить в виде стройной теории регуляции гликогенолиза. Согласно этой теории, промежуточным звеном в стимуляции гликогенолиза адреналином служит активация :киназы фосфорилазы Ъ под действием АТФ — Mg2+, тогда как усиленный гликогенолиз, вызываемый в -мышце нервным стимулом, связан с активирующим действием Са2+ на тот же фермент. Эти два механизма активации гликогенолиза будут рассмотрены по отдельности в разд. Г.З и Г.4, хотя при некоторых условиях они могут действовать в мышечной клетке совместно.
3. ГОРМОНАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ АКТИВНОСТИ ФОСФОРИЛАЗЫ
а) Действие АТФ — Mg2+ на киназу фосфорилазы Ъ "
Активация киназы фосфорилазы Ь при инкубации мышечного экстракта с АТФ и Mg2+ наводила на мысль, что эта активация связана с реакцией фосфорилирования. И действительно, инкубация фермента с АТФ, меченным 32Р в -у-положе-нии, приводила к тому, что 32Р включался в ферментный белок по мере его активации (рис. 41). Дальнейшие данные о связи активации с фосфорилированием были получены в эксперименте с циклическим нуклеотидом 3',5'-АМФ, участие которого в стимуляции гликогенолиза адреналином было установлено еще в 1958 г. (роль циклического АМФ будет подробно рассмотрена в разделе Г.З.б). Добавление циклического АМФ к среде для определения активности киназы фосфорилазы b приводило к резкому увеличению активности фермента и одновременно к включению в него 32Р из АТФ (рис. 41) [17]. При инкубации с одними лишь АТФ и Mg2+ образования циклического АМФ не происходило, так что его действие было, по-видимому, не связано с действием АТФ — Mg2+. Кроме того, циклический нуклеотид оказывал стимулирующее действие в поразительно малых количествах: в концентрации 1-10_7М он увеличивал активацию на 50% относительно активации в присутствии одних лишь АТФ — Mg2+. Так как в опытах с менее чистыми препаратами киназы фосфорилазы Ъ этот эффект проявлялся сильнее, можно было думать, что в активирующем действии циклического АМФ участвует какой-то дополнительный фактор, удаляемый при очистке. Возникло предположе-
ft*
гГ
s
S
s*
e
S
Puc. 41. Активация кииазы фосфорилазы Ь из мышцы кролика под действием заР-АТФ н Mg2+ в присутствии циклического АМФ и без него [17]. &?нЖную неактнвнрованную киназу инкубировали при pH 7,0 с 10 мМ Mg4- н 2 мМ ациклическим А*4® (0-2 »М) и без него. В различные сроки брали пробы путем осаждения трнхлоруксусной кислотой, отмывали осадок и определяли его радиоактивность. Другие пробы разбавляли и исследовали на активность киназы Фос-форилазы Ь при pH 6,8. Пунктирные кривые — включение МР; сплошные
активность киназы.
кривые —
Клеточная
мембрана
Адреналин_____.
йюкагон
Внеклеточное
пространство
Адена.
щкши.
АТФ
Активная киназа фосфорилазы b Фосфорилаза а
АМФ
киназа
Внутриклеточное
пространство
Неактивная киназа фосфо- Фосфорилаза Ъ рилазы b
Рис. 42. Регуляция активности фосфорилазы «ферментным каскадом». Стимуляции аденилатциклазы ведет к повышению внутриклеточной концентрации циклического АМФ, который в свою очередь стимулирует протеиикиназу; под действием протеннкиназы неактивная киназа фосфорилазы Ь превращается в активную форму катализирующую Превращение фосфорилазы 6 в фосфорилазу а (см. также рис. 51 >!
ние, что фосфорилирование киназы фосфорилазы Ь молекулой АТФ —это тоже ферментативный процесс и, может быть, влияние циклического АМФ связано с действием еще одной киназы, которую можно было бы назвать «киназой киназы фосфорилазы Ь» [17]. Такой фермент был в конце концов обнаружен в 1968 г. [18], и в дальнейшем его свойства были довольно подробно изучены. В частности-, выяснилось, что он активируется очень малыми концентрациями циклического АМФ (см. разд. Г.З.б.5). Было также установлено, что этот фермент способен фосфорилировать наряду с киназой фосфорилазы b и некоторые другие белки, в связи с чем он получил название про-теинкиназы.
