Синтез коллагена.

Происходит в виде высокомолекулярного предшественника проколлагена, имеющего на N- и С-концах добавочные последовательности (домены), содержащие цистеин. Домены образуют глобулярные структуры. N-концевой домен способствует укладке полипептидных цепей и образованию тройной спирали в клетке, но тормозит образование здесь фибрилл. Проколлагеновые молекулы секретируются в межклеточное вещество, где домены ферментативно отщепляются, при этом С-домен способствует образованию фибрилл. Фибриллы объединяются в волокна, что обеспечивается уменьшенной в 1000 раз растворимостью коллагена по сравнению с проколлагеном и тенденцией их к самоагрегации.

Уже в период трансляции на рибосомах начинается гидроксилирование пролина и лизина пролингидроксилазой и лизингидроксилазой, заканчивающееся после образования трехспиральной структуры (важную роль играет аскорбиновая кислота, в ее отсутствие синтезируемый коллаген непрочен). После окончания гидроксилирования вводится углеводный компонент - галактоза, глюкоза, присоединенные О-гликозидной связью к ОН-группе гидроксилизина (в дельта положении)

3.24. Механизмы регуляции биохимических реакций:

1. Регуляция количества ферментов: индукция/репрессия синтеза (стероидные и тиреоидные гормоны индуцируют синтез ферментов), распад ферментов (скорость разрушения ферментов)

2. Регуляция активности ферментов:

а) ингибитор

б) аллостерия и кооперативность

в) регуляция активности путем ковалентной модификации структуры ферментов

г) регуляция активности при помощи белков-регуляторов

3. Изменение количества субстрата

4. Наличие изоферментов

Ингибиторы бывают обратимыми и необратимыми.

Необратимые ингибиторы – химическое соединение, которое ковалентно связывается с группами активного центра фермента (влияния фторурацила на тимидилатсинтазу, тяжелых металлов на тиоловые группы ферментов).

Обратимые ингибиторы: 1) конкурентные (изостерические) – аналоги субстратов по своей структуре, могут взаимодействовать с ферментом, вытесняя субстрат. Снять его действие можно, повышая концентрацию субстрата. 2) неконкурентные – связываются со специфическими участками фермента вне активного центра, вызывая изменение конформации фермента и затрудняя его связывание с субстратом. Не похожи на субстрат.

Применение ингибиторов в медицинской практике:

1) применение сульфаниламидных препаратов – конкурентных ингибиторов ПАБК

2) обычный спирт в больших дозах играет роль конкурентного ингибитора при отравлениях антифризом (этиленгликолем)

3) аллопуринол – необратимый ингибитор, используемый при лечении подагры

4) эспераль-необратимый ингибитор оксидазы уксусного альдегида используется при лечении алкоголизма (препятствует превращение образующегося альдегида в уксусную кислоту, вызывая тем самым сильное отравление организма)

5) контрикал – необратимый ингибитор протеолитических ферментов поджелудочной железы, применяемый при панкреатите.

3.25. Аллостерические регуляторы – регуляторы, имеющие структуру, отличную от субстрата:

а) всегда имеют четвертичную структуру.

б) действуют на одноцепочечные ферменты

в) могут оказывать как активирующее, так и ингибирующее действие на фермент

г) эффектор связывается с ферментом в пространственно удаленном от фермента аллостерическом центре, вызывая изменение работы активного центра фермента. Это изменение может проявляться или изменением сродства фермента к своему субстрату, или изменением каталитической активности фермента.

д) взаимодействие между активными центрами разных субъединиц осуществляется посредством конформационных изменений этих субъединиц

Соединения, выполняющие функции аллостерических эффекторов, могут быть:

а) продуктами метаболических реакций

б) метаболическими индикаторами энергетического статуса клетки

Типы аллостерических эффекторов:

1) гомотропные – истинный субстрат фермента, который при связывании в аллостерическом центре не подвергается каталитическому превращению и влияет на каталитическую активность активного центра.

2) гетеротропные – не похожи по структуре на субстрат.

3.26. Ковалентная модификация активности ферментов:

а) обратимая – путем фосфорилирования / дефосфорилирования ферментов. Часто используется в регуляции метаболизма, механизм сам регулируется определенными гормонами при их связывании со специфическими рецепторами.

Модифицирующие (конвертирующие) ферменты – катализируют фосфорилирование (протеинкиназа) и дефосфорилирование (протеинфосфатаза), в результате могут изменяться один или оба следующих показателя: а) кинетические характеристики (Vm, Km) или б) регуляторные характеристики.

Протеинканизы:

а) катализируют перенос фосфата от АТФ на ОН-группу фермента с образованием фосфоэфирной связи (например, на радикалы серина, треонина, тирозина)

б) активируются под действием вторичных посредников цитозоля (цАМФ, цГМФ, ДАГ, Са²⁺) в результате действия на клетку гормона

Протеинфосфатазы:

катализируют гидролиз фосфоэфирной связи и превращают фермент в его дефосфорилированную форму

б) необратимая – путем частичного протеолиза:

1) осуществляется по одной (или нескольким) определенной пептидной связи

2) в результате протеолиза фермент активируется

3) часто активируется по каскадному механизму.

Значение для регуляции обмена веществ в организме:

1) образование и инактивация ферментов, гормонов и других БАВ, контроль активности основных биорегуляторов (пепсиноген ® пепсин, ПОМК ® АКТГ, проинсулин ® инсулин)

2) образование ферментов, участвующих в свертывании крови и фибринолизе

3) активация системы комплемента

4) активация ренин-ангиотензинной и калликреин-кининовой систем

5) является одним из важнейших механизмов репродукции

6) один из основных механизмов посттрансляционной модификации — процессинга белков.

Дата добавления: 2015-08-26