Регулфяция метаболизма - Ньюсхолм Э.
Скачать (прямая ссылка):
3. ДАННЫЕ О ФЕРМЕНТАТИВНЫХ ВЗАИМОПРЕВРАЩЕНИЯХ ГЛЮКОЗИЛТРАНСФЕРАЗ I И D
Примерно 30-минутная инкубация свежего мышечного экстракта приводит к переходу глюкозилтрансферазы D в форму I. (Эти две формы легко различить по их поведению при отсутствии глюкозо-6-фосфата: в отсутствие этого соединения вся определяемая активность принадлежит форме I, тогда как в присутствии глюкозо-6-фосфата определяется общая активность обеих форм.) Добавление к инкубируемым экстрактам АТФ и Mg2+ вызывает обратный процесс — переход формы I в форму D. Эти наблюдения навели на мысль, что превращение D—»-1 происходит при участии фосфатазы, а превращение I—»-D — при участии фосфокиназы. Это было подтверждено следующими данными. Оказалось, что после центрифугирования мышечных экстрактов в течение 1 ч при 100 000 g в надосадочной жидкости можно обнаружить глю-козилтрансферазную и фосфокиназную активность, фосфатаз-ная же активность (D—»-1) отсутствует [49]. Инкубация этой надосадочной фракции с АТФ, меченным 32Р по концевой (у) фосфатной группе, приводила к включению 32Р из АТФ в белок (предположительно в глюкозилтрансферазу), и это сопровождалось переходом I—И}. При очистке меченого белка на колонке из ДЭАЭ-целлюлозы радиоактивность обнаруживалась в одной фракции с глюкозилтрансферазной ак-
тивностью. Наконец, инкубация этой частично очищенной меченой глюкозилтраисферазы со свежим мышечным экстрактом (обладающим фосфатазной активностью) привела к превращению D—»-1, причем образование формы I протекало параллельно с высвобождением меченого Фы. Следовательно,
Рис. 50. Регуляция активности фосфорилазы и глюкозилтраисферазы ферментами, вызывающими взаимопревращение форм, и клеточными метаболитами.
1 — фосфатаза фосфорилазы а; 2 — киназа фосфорилазы 6:3 — киназа глюкознлтранс-феразы I; 4 — фосфатаза глюкозилтраисферазы D.
взаимопревращения глюкозилтраисферазы можно схематически представить таким образом:
Киназа глюкозилтраисферазы I
Глюкозилтрансфераза I + пАТФ----------------------------->
---->- Г люкозилтрансфераза D-j- «АДФ;
Фосфатаза глюкозилтраисферазы D
Глюкозилтрансфераза D--------:------------------------
---->- Глюкозилтрансфераза I + яФн.
В этих исследованиях были установлены два важных момента. Во-первых, активность глюкозилтраисферазы может регулироваться ферментативными взаимопревращениями подобно тому, как регулируется активность гликогенфосфорила-
зы. Во-вторых, между обеими системами есть очень существенное различие: активация глюкозилтрансферазы (превращение D—>-1) происходит при участии фосфатазы, а инактивация — под действием киназы, т. е. отношения здесь противоположны тем, которые существуют в системе фосфорилазы. Это тотчас же наводит на мысль о механизме, который мог бы активировать фосфорилазу с одновременным торможением глюкозилтрансферазы, и наоборот (рис. 50).
Естественно возник вопрос: быть может, киназа трансфе-разы I и киназа фосфорилазы b — один и тот же фермент? Исследование показало, что это не так [50]; различными оказались и соответствующие фосфатазы. Однако в настоящее время обнаружен очень интересный общий механизм для регуляции фосфорилазы и глюкозилтрансферазы (см. ниже).
4. СВОЙСТВА ФОСФАТАЗЫ ГЛЮКОЗИЛТРАНСФЕРАЗЫ D Й РЕГУЛЯЦИЯ ЕЕ АКТИВНОСТИ
Работы по очистке этой фосфатазы немногочисленны, но обнаружено одно ее важное свойство: в неочищенных экстрактах активность фермента ингибируется гликогеном, причем степень ингибирования зависит от концентрации гликогена. Это делает понятным результаты Дэнфорта, показавшего, что в скелетной мышце крысы существует обратное отношение между содержанием гликогена и долей трансферазы, находящейся в форме I. С увеличением количества гликогена в мышце активность фосфатазы понижается, и поэтому большая часть трансферазы переходит в неактивную форму D [51]. Таким образом, синтез гликогена регулируется по принципу отрицательной обратной связи: по мере того как запасы гликогена возрастают, все большее количество трансферазы превращается в неактивную форму. К сожалению, механизм ингибирующего действия гликогена на активность фосфатазы, по-видимому, не был сколько-нибудь детально изучен.
5. СВОЙСТВА КИНАЗЫ ГЛЮКОЗИЛТРАНСФЕРАЗЫ I И РЕГУЛЯЦИЯ ЕЕ АКТИВНОСТИ
а) Киназа глюкозилтрансферазы I и протеинкиназа
Недавно было установлено, что протеинкиназа (киназа киназы фосфорилазы Ь) и киназа глюкозилтрансферазы I — один и тот же фермент [52, 53]. Основой для этого вывода послужили следующие факты. Во-первых, активность проте-инкиназы по отношению к глюкозилтрансферазе I, киназе
фосфорилазы Ъ и казеину возрастает в одинаковой степени на каждом этапе очистки. Во-вторых, в скелетной мышце содержится ингибитор стимулирующего действия циклического АМФ на активность протеинкиназы, и этот ингибитор оказывает одинаковое влияние на фосфорилирование глюкозил-трансферазы I и киназы фосфорилазы Ь. В-третьих,.при на-
I Тлюкозилтранефераза I ([ ГлюкозиятрансферазеСЩ
