Питание и здоровье
Питание и здоровье

Особенности питания различных групп людей

Медицина в фото
Медицина в фото

Уникальные медицинские фото: органы, болезни, паразиты

Планирование беременности и зачатие
Планирование беременности

Рождение ребенка – важный шаг в жизни каждой семьи

Справочник по психиатрии
Справочник по психиатрии

Симптомы, диагноз, развитие, лечение

Главная / Лекции 2 курс / Биохимия / Лекция 1. Общие аспекты регуляции / 4. Регуляция метаболизма. Общие аспекты

4. Регуляция метаболизма. Общие аспекты

Среди многих ферментов, обеспечивающих протекание того или иного метаболического пути со скоростью, необходимой для удовлетворения физиологических потребностей организма, только некоторые играют ключевую роль в регуляции. Это, во-первых, как правило, ферменты одной из начальных стадий цепи превращений, обязательно необратимой. Во-вторых, регуляторной функцией часто наделены ферменты, находящиеся в точках разветвления метаболических путей. Кроме того, регуляторные ферменты часто катализируют самые медленные (лимитирующие) стадии метаболического пути. Активность ферментов в этих ключевых точках определяет скорость метаболизма и может модулироваться в основном тремя способами.

Аллостерическая модификация ключевых ферментов позволяет получить немедленный ответ клетки на изменение условий среды, выражающийся изменением концентрации промежуточных продуктов или коферментов. Например, увеличение потребности клетки в АТФ приводит к повышению скорости распада глюкозы в мышечных клетках. Энергетический запас клетки определяется как отношение: 1/2[AДФ] + [АТФ]/[АМФ] + [AДФ] + [АТФ].

Скорость катаболизма глюкозы обратно пропорциональна энергетическому запасу клетки вследствие противоположности влияния AДФ + АМФ или АТФ на регуляторные ферменты гликолиза. Аллостерическая модификация ферментов является основным способом регуляции метаболических путей.

Отрицательная обратная связь.

В простейших саморегулирующихся системах увеличение концентрации конечного продукта подавляет на ранних стадиях его синтез.

Положительная и отрицательная обратные связи.

Положительная обратная связь наблюдается, когда метаболит-предшественник активирует стадию, контролирующую его дальнейшее превращение. Например, переход в запасные вещества. Вещество запасается только тогда, когда его количество превосходит потребности метаболического пути.

Ковалентная модификация ключевых ферментов может осуществляться под влиянием внеклеточных воздействий (гормонов) и приводить как к активации, так и к ингибированию ферментов. В этом случае метаболизм клетки изменяется таким образом, чтобы соответствовать в большей мере потребностям организма, чем потребностям самой клетки. Ковалентная модификация, обычно осуществляемая путем фосфорилирования, катализируется протеинкиназами. Соответствующие им фосфатазы дефосфорилируют фермент и, следовательно, отменяют результаты фосфорилирования. Количество фосфорилированных форм фермента зависит от соотношения активностей киназы и фосфатазы.

Индукция или репрессия синтеза ферментов приводит к изменению количества ферментов и, значит, скорости метаболизма. Подобным способом обеспечиваются долговременные, адаптивные изменения метаболизма. Индукция и репрессия синтеза ферментов могут происходить в клетках в результате влияния на них некоторых гормонов.

Далее по теме: