Структура и функции биологических мембран - Трошин А.С.
Скачать (прямая ссылка):
294
МЕМБРАНЫ ВСАСЫВАЮЩИХ КЛЕТОК
етирена и метакриловой кислоты, снижается на 45%, тогда как активность полностью сохраняется при соединении этого же фермента с сополимером .w-изотиоцианостирена и метакриловой кислоты (Manecke et al.,
1970).
Значительный интерес представляют наблюдения, согласно которым происходит активация мембранных ферментов после связывания с фосфо-
ТАБЛИЦ \ 9
Константа Михаэлиса (Км) ферментов, адсорбироваиых на поверхностях
различного типа
Фермент
А дсо рби ру ющая поверхность
Субстрат
К
U
Литературный
источник
Щелочная Гомогенный фосфатаза* раствор
Сукцинат-дегидро-геназа *
Цитохром с*
Кислая
фосфатаза
Силикагель Силикагель + лаури новая кислота
Гомогенный раствор Силикагель Силикагель + лецшин
Графитерованная сажа + лецитин Графитированная сажа + кефалин Аэросил «Дегусса» Аэросил «Дегусса» -f- лецитин
Гомогенный раствор Силикагель Силикагель -f-лецитин Силикагель + кефалин Силикагель + холестерин
Г рафитировапная сажа
Графитированная сажа + холестерин лецитин кефалин
Гомогенный
раствор
силикагель
р-Нитрофе- 0,35 • 10~6 М
нил-фосфат
натрия
0,80•1О-6 М
Тот же 1,40
Сукцинат 4,0 натрия
Тот же 5,0
, » 2,0
1,0
0,55
5.0
2.0
Аскорбино- 5,0 вая кислота Тот же 3,2
1,7
1,0
4,8
5,7
1,0
10~6 м 10~4 м
10-4 м 10-4 м
10~4 м
lO-i Al
10~J м 10-J м
10-4 моль/л^
Ю-4 моль/л 10~4 моль/л
Юг4 моль/л
10~4 моль/л
10~4 моль/л
Ю-4 моль/л
0,7-Ю-4 моль/л 0,3-10~4 моль/л
Попторак, Воробьева,
1966
Полгорак, Воробьева,
1967
Чухрай, Полторак. 1970
Шериев, Полторак, 1970
Дорфман и др., 1971
р-Нитрофе- 0,53-10- М j Воробьева и др., 1969
нил-фосфат 0,50-10~6 М )
* Ферменты, в естественном состоянии связанные с мембранами.
ГЛАВА 16. МЕМБРАННОЕ ПИЩЕВАРЕНИЕ
295
липидами. Более того, многие мембранные ферменты обладают абсолютной специфичностью по отношению к тому или иному фосфолипиду. В частности, АТФаза, солюбилизированная из мембранной фракции мозга, реактивируется только в присутствии лецитина. Другие ферменты активируются в присутствии смеси различных фосфолипидов (Coleman, 1973).
Показано, что при этом большое значение имеет естественная локализация ферментов. Так, мембранные ферменты — щелочная фосфатаза, сукцинатдегидрогеназа и цитохром с — активируются на различных носителях и в большей степени на искусственных полумембранах липидного типа, в то время как плазменные ферменты — гексокиназа, фосфо-глюкомутаза, кислая фосфатаза и каталаза — на тех же носителях инактивируются значительно (табл. 9).
При изучении кинетических характеристик этих ферментов было установлено, что, например, адсорбция щелочной фосфатазы (мембранный фермент) сопровождается увеличением Км и FMaKC (Полторак, Воробьева,
1966). Адсорбция другого мембранного фермента — сукцинатдегидроге-назы — на липидных полумембранах, содержащих лецитин и кефалин, приводит к снижению Км, тогда как адсорбция на силикагеле и «аэросиле» сопровождается увеличением этой константы (Полторак, Воробьева, 1967; Чухрай, Полторак, 1970). Аналогичные наблюдения сделаны для цитохрома с, выделенного из митохондрий (табл. 8).
Следовательно, вышеприведенные данные свидетельствуют о том, что не только природа ферментов, но и свойства поверхности, на которой они структурированы, определяют кинетическое поведение ферментов, в частности такие константы, как^Г^ и FMaKC- Авторы приходят к выводу, что изменение Км при адсорбции фермента (в данном случае — сукцинатде-гидрогеназы) на том или ином носителе соответствует изменению удельной активности, т. е. повышение активности сопровождается снижением Км и наоборот. Это означает повышение степени сродства субстрата к ферменту при адсорбции последнего на липидных слоях (Чухрай, Полторак, 1970).
Величины Км и Vm оказываются особенно чувствительными к микросреде, создаваемой подкладкой. Так, изменения ЛГмаКс незначительны, если основа (носитель) и (или) субстрат не заряжены. Напротив, если носитель и (или) субстрат несут заряды, то значение Км после связывания фермента обычно увеличивается в случае одноименных и снижается в случае разноименных зарядов субстрата и носителя (Goldstein et al., 1964; Hornby et al., 1966; и др.). Существуют данные, свидетельствующие о том, что кинетические характеристики одного и того же фермента, но из разных источников, меняются неодинаково, что, по-видимому, обусловлено разными свойствами мембраны (но не ферментов). Так, Км инвертазы интакт-ной кишки крыс на целый порядок выше, чем солюбилизированного фермента (Dahlqvist, 1964). В то же время различия между этими величинами незначительны для ферментов тонкой кишки человека (Dahlqvist, 1962).
Гипотезы, объясняющие специфические свойства структурированных ферментов. Выше были приведены примеры влияния структурирования самых разнообразных ферментов на их каталитические и регуляторные свойства. Механизм этих явлений изучен недостаточно. С физико-химической точки зрения существуют фундаментальные различия между ферментативными процессами, протекающими в глубине фазы и на границе
296
МЕМБРАНЫ ВСАСЫВАЮЩИХ КЛЕТОК
