Литература для изучения дисциплины, (з) справочные данные, используемые при решении задач

Глава 2. ФЕРМЕНТЫ

1) основание, находящееся на 3’-конце, должно быть пиримидином  Ura или Thy (все);

2) анти-конформация Ura или Thy относительно кольца рибозы (и син-, и анти-);

3) расщепление только 3’-5’-фосфодиэфирных связей (и 3’-5’-, и 2’-5’-);

4) продуктом является только 3’-нуклеотид (и 3’- и 2’-);

5) время превращения 2’,3’-циклофосфата на 3 порядка меньше для РНКазы; рН 6-8 реакционной смеси (рН 12–14).

2. 3-фосфоглицерат  2-фосфоглицерат (фосфоглицератмутаза) (1),

3-фосфоглицерат + ATP  2,3-дифосфоглицерат + ADP (фосфоглицераткиназа) (2),

E-His (фосфоглицератмутаза) + 2,3-дифосфоглицерат  Е-His-p + 2 фосфо­глицерат,

3-фосфоглицерат + E-His-p  2,3-фосфоглицерат + E-His  2 фосфогли­церат + E-His-p.

Поскольку фосфорилированная форма фермента (Е-His-p) нестабильна и подвергается гидролизу до свободного фермента (Е-His) и неорганического фосфата, существует реакция (2), катализируемая киназой, которая обеспечивает генерирование 2,3 дифосфоглице­рата, фосфорилирующего свободный фермент, образующийся при гидролизе фосфофермента.

3. Глюкоза + АТР  глюкозо-6-фосфат + ADP.

Глюкокиназа имеет гораздо большую К_М для глюкозы, чем гексокиназа. При голодании печень возвращает глюкозу в кровь, прежде всего для снабжения ею мозга и эритроцитов. Первой реакцией при захвате глюкозы клетками мозга и печени является фосфорилирование глюкозы. Более низкое сродство глюкокиназы к глюкозе по сравнению с гексокиназой приводит к тому, что печень не конкурирует с мозгом за сахар крови. Печень эффективно усваивает глюкозу, только когда ее уровень в крови высок. Поскольку этот фермент не ингибируется глюкозо-6-фосфатом как гексокиназа, он может захватывать глюкозу и синтезировать гликоген даже при высоком уровне внутриклеточного глюкозо-6-фосфата.

4. У эукариот:

ацетат + АТР  ацетиладенилат + пирофосфат;

ацетиладенилат + CоА  ацетилCоА + АMР.

У прокариот:

ацетат + АТР  ацетилфосфат + ADP (ацетаткиназа);

ацетилфосфат + CоА  ацетилCоА + ортофосфат (S ацетилтрансфераза).
2.2. Кинетика ферментативных реакций. Ингибирование
1. а) 31,1×10^-6 моль;

б) 5×10^-8 моль;

в) 622 с^-1.

2. К_М=0.85 М, k₂=0.25×10^-10 М²×с^-1.

3. а) Да. К_М=5,2×10^-6 М;

б) V_max= 6,84×10^-10 моль;

в) 337 с^-1.

4. К_М =1.1 mМ, k₂=0.1410^-10 М²с^-1.

5. I₅₀=( 1 + К_М/[S])/( 1 - К_М/[S]).

6. К_М=10 мкМ, V_max= 45.5 мкM/мин, конкурентное, k_i =5.4 мкМ.

7. К_М=35 мкМ.

8. К_М=3.4 мМ, V_max= 0.8 мкM/мин, конкурентное, k_i =22 мМ.

9. К_М=1.0 мМ, конкурентное, k_i,ср = 1.68 мМ.

10. К_М=2.41 мМ, неконкурентное, k_i =24 мМ.

11. К_М=20 мМ, бесконкурентное, k_i =4.2 мМ.

12. E-CH₂OH + глюкозо-1,6-дифосфат  E-CH₂Op + глюкозо-6-фосфат

E-CH₂OH + диизопропилфторфосфат  E-CH₂O-диизопропилфосфат + HF

Образовавшееся диизопропилфосфатное производное фермента не гидролизуется и фермент перестает работать. К этому яду чувствительны все ферменты, имеющие в активном центре остаток серина, а именно, сериновые протеазы ( трипсин, химотрипсин), фосфорилаза, пируватдегидрогеназа.

1. а) Гидролаза катализирует расщепление связи под действием воды (класс 3), гидратаза – отщепление воды от оксисоединений с образованием двойной связи или присоединение по двойной связи (класс 4);

б) фосфатаза катализирует отщепление фосфатных остатков под действием воды, фосфорилаза – расщепление связей под действием фосфата;

в) экзопептидаза расщепляет пептидные связи концевых аминокислот, эндопептидаза гидролизует пептидные связи внутри полипептидной цепи;

г) трипсин разрывает пептидные связи, СО-группа которых принадлежит основным аминокислотам Lys и Arg, а химотрипсин – ароматическим аминокислотам ( Phe, Tyr, Trp);

д) трипсиноген – неактивный предшественник трипсина (см. пункт «г»).

2. а) D-глюкозо-1- фосфат фосфогидролаза, глюкозо-1-фосфата­за, ЕС 3.1.3.10.

б) Ацетил-СоА: ортофосфат ацетилтрансфераза, фосфат-ацетил­трансфераза, ЕС 2.3.1.8.

в) Метионинрацемаза, метионинрацемаза, ЕС 5.1.1.2.

г) Ацетат: СоА-лигаза (образующая АМР), ацетил-СоА-синтета­за, ЕС 6.2.1.3.

д) АТР: креатин-N-фосфотрансфераза, креатинкиназа, ЕС 2.7.3.2.

3. а) L-лактат + NAD⁺ = пируват + NADН, лактатдегидрогеназа, ЕС 1.1.1.27.

б) АТР = 3' : 5' – циклический АМР + пирофосфат, аденилатциклаза, ЕС 4.6.1.1;

в)АТР + L-аланин +тРНК^ала = АМР + пирофосфат + L-аланил-тРНК^ала, аланил-тРНК-синтетаза, ЕС 6.1.1.7.

г) UDP-глюкоза + D-фруктозо-6-фосфат = UDP + сахарозо-6-фос­фат, сахарозофосфатсинтаза, ЕС 2.4.1.14.

4. -Кетоизовалериат + формиат +  аланин + цистеин + NADPН + +Н⁺ + 4АТР + СТР  CоА + NADP⁺ + CDP + 2ADP + АМР + 4НРО₄^-2.

5. г.

6. д.

1.1. Матрикс; межмембранное пространство.

1.2. Наружная.

1.3. Кристы.

1.4. Триацилглицеролы (триглицериды).

1.5. Гликоген.

1.6. Цикл лимонной кислоты.

1.7. Окислительное фосфорилирование.

1.8. Электрохимический протонный градиент.

1.9. Протон движущая.

1.10. АТР-синтетаза.

1.11. АТР-синтетаза.

1.12. Цитохромы.

1.13. Железосерный центр.

1.14. Хиноны.

1.15. Ферментные комплексы дыхательной цепи.

1.16. Комплекс NADH-дегидрогеназы.

1.17. Комплекс b-c₁.

1.18. Комплекс цитохромоксидазы.

1.19. Сопряженные окислительно-восстановительные пары.

1.20. Редокс-потенциал (окислительно-восстановительный потенциал).

2.

2.2. Правильно.

2.3. Неправильно. При транспорте электронов протоны выкачиваются из митохондриального матрикса в межмембранное пространство.

2.4. Правильно.

2.5. Правильно.

2.6. Неправильно. Легче протекают реакции с отрицательным значением ∆G, т. е. те, которые сопровождаются уменьшением свободной энергии.

2.7. Правильно.

2.8. Неправильно. АТР-синтетаза представляет собой ферментный комплекс с обратным действием. Направление его действия зависит от соотношения между величинами электрохимического протонного градиента и локального ∆G для гидролиза АТР.

2.9. Неправильно. Хотя в большинстве белков дыхательной цепи роль переносчиков электронов выполняют атомы железа, однако в одном белке в этом качестве выступает молекула флавина, а в двух белках – атомы меди.

2.10. Правильно.

2.11. Правильно.
3.2. Окисление углеводов
3.2.1. Гликолиз
1. 1-С.

2. Фруктозо-6-фосфат + 3ADP + 2р_i + 2NAD⁺  2 пируват + + 3АТР + 2NADH + 2Н⁺ + 2Н₂О;

1-С.
3. Если в клетках окисление глюкозы идет по гликолитическому пути, а затем через ЦТК, то метка должна появляться в молекулах СО₂ в обоих вариантах одновременно. Если идет через фосфоглюконатный путь, то метка будет появляться в СО₂ сначала только в опыте с 1-¹⁴С-глюкозой.

4. Д-глицеральдегид-3-фосфат + р_i + 2ADP  этанол + 2АТР + + СО₂ + Н₂О .

5. Глюкоза + 2р_i + 2ADP  2 этанол + 2АТР + 2 СО₂ + 2Н₂О.

6. в.

7. в.

8. Углерод метильной группы пирувата метится ¹⁴С.

9. Глицерин + NAD⁺ + P_i + ADP → Пируват + АТР + 2NADН + + Н⁺ + Н₂О.

Глицеринкиназа и глицерофосфат дегидрогеназа.

2. В клетках печени, в жировых клетках, везде, где требуется много NADPH для синтеза и рибозо-5-фосфата для синтеза нуклеотидов.

3. В окислительной стадии глюкозо-6-фосфат превращается в рибозо-5-фосфат с выделением СО₂. Если учесть, что из шести молекул глюкозо-6-фосфата образуется шесть молекул рибозо-5-фосфата, из которых может ресинтезироваться пять молекул глюкозо-6-фосфата, тогда в суммарном уравнении будут фигурировать 6 молекул СО₂, т. е. на бумаге это выглядит как окисление молекулы глюкозы. В действительности одна молекула глюкозо-6-фосфата не преобразуется в 6 молекул СО₂.
3.3. Цикл трикарбоновых кислот
1. а.

2. Нет, не будет происходить накопления оксалоацетата, так как два атома углерода теряются в цикле на двух стадиях декарбоксилирования.

3. а) Метка уходит с СО₂; б) и г) после одного оборота ЦТК метка появляется в С-1 и С-4 оксалоацетата; в) и д) после одного оборота ЦТК метка появляется в С-2 и С-3 оксалоацетата.

4. – 41 кДж/моль.

5. 0,90, 0,03 и 0,07.
3.4. Цепь переноса электронов
1. а) NADH + Н⁺ + 1/2 О₂ + 2ADP + 2р_i  NAD⁺+ 2АТР + 3Н₂О;

б) NADH + Н⁺ + 1/2 О₂ + 3ADP + 3 р_i  NAD⁺ + 3АТР + 4Н₂О.

2. Фосфорилирование на субстратном уровне – это синтез NTP, когда на NDP переносится “высокоэнергетическая” фосфорильная группа, ковалентно связанная с субстратом (например, глицеральдегид-3-фосфата). Разобщающие агенты (2,4 динитрофенол, салициланилиды, антибиотики) нарушают сопряженное фосфорилирование, не влияя на субстратное.

3. а) 15; б) 12; в) 19; г) 21; д) 15; е) 3; ж) 38; з) 36.

4. При окислении образуется 49 молекул АТР, при синтезе расходуется 58 молекул АТР.

5. Цианид приводит к летальному исходу в результате связывания его с ферриформой цитохрома (а + а₃), что вызывает подавление окислительного фосфорилирования. Нитрит превращает феррогемоглобин в ферригемоглобин, который также связывает цианид. Таким образом, ферригемоглобин конкурирует с цитохромом (а + а₃) за связывание с цианидом. Так как количество ферригемоглобина, которое образуется без нарушения транспорта кислорода, значительно превышает количество цитохрома (а + а₃), эта конкуренция обеспечивает лечебное действие.

б) миристиновая кислота + 20О₂ + 114ADP + 112р_i  14СО₂ + + 113АТР + АМР + 126Н₂О.

2. Пропионовая кислота + 3.5О₂ + 29ADP + 27р_i  3 СО₂ + 28АТР + АМР + 31Н₂О.

3. а) С-1 и С-4; б) С-1 и С-4; в) С-1.

4. а) н-Гептановая кислота + 9.5О₂ + 63ADP + 61р_i  7СО₂ + + 62АТР + АМР + 68 Н₂О;

б) Пальмитиновая кислота + 8CоА + 7О₂ + 35ADP + 33р_i   8ацетилCоА + 34АТР + АМР + 42Н₂О.

5. Пальмитиновая кислота + 11 NAD⁺ + 11FAD + 5АТР + 4GТР + + 27 Н₂О  2 глюкоза + 4СО₂ + 11 NADH + 11Н⁺ + 11FADH₂ + + 4ADP + АМР + 4GDP + 10р_i.

6. в.

7. Олеиновая кислота претерпевает три цикла расщепления, катализируемые теми же ферментами, что и окисление насыщенных жирных кислот. В третьем цикле образуется цис-³-еноилСоА. Под действием изомеразы цис-³-еноилСоА превращается в транс-²-еноилСоА, и далее реакции подобны реакциям окисления насыщенных жирных кислот. Расщепление линолевой кислоты представлено на рисунке.

При употреблении 1 моль линетола будет синтезироваться 127 моль АТР.

2. а) Оба азота ,

г) концевой азот карбамоильной группировки

д) без метки, е) азот и любой из карбоксилов

4. г.

5. 1 – С; 2 – С; 3 – С карбоксильной группы (С-1); 4 и 5 – нет.

6. б.

7. а.
3.7. Глюконеогенез
1. 2Сукцинат + 2FAD + 2GТР + 2АТР + 6Н₂О  глюкоза + + 2FADH₂ + 2GDP + 2ADP + 4р_i + 2СО₂.

2. 2Пируват + 2NADH + 2Н⁺ + 4АТР + 2GТР + UТР + 6Н₂О   глюкоза + 2NAD⁺ + 2GDP + 4ADP + UDP + 7р_i; 8 высокоэнергетических фосфатных связей.

3. Нет. Свободная глюкоза образуется только в печени и почках.

4. Глюкагон, активируя синтез своего вторичного посредника сАМР, стимулирует глюконеогенез. сАМР, одновременно с этим, активирует киназу, которая фосфорилирует пируваткиназу, вызывая тем самым ее ингибирование. В мышце адреналин увеличивает образование вторичного посредника сАМР, который стимулирует гликолиз для выработки энергии, поэтому торможение пируваткиназы здесь было бы неуместным.

5. Синтеза глюкозы de novo не происходит; имеет место перераспределение метки. Если мечена метильная группа ацетилCоА, то меченными окажутся 1, 2, 5, 6 остатки глюкозы.
3.8. Фотосинтез
1. а) Строма.

б) Тилакоиды.

в) Крахмал.

г) Хлорофилл.

д) Фотосинтетический транспорт электронов (световые); фиксация углерода темновые).

е) Рибулозобисфосфат-карбоксилаза.

ж) Кальвина (фиксация углерода)

з) Циклическое фосфорилирование.

2. а) Правильно.

б) Правильно.

в) Неправильно. При возбуждении электрона в хлорофилле переносится его энергия, но не сам электрон, от одной молекулы хлрофилла к другой с помощью резонансного механизма.

г) Неправильно. Перенос каждого электрона от Н₂О к NADP⁺ требует затраты энергии двух фотонов, по одному для каждой фотосистемы. Следовательно, восстановление NADP⁺ до NADPН, для которого нужно два электрона, требует четырех фотонов.

д) Неправильно. При циклическом фотофосфорилировании образуется только АТР (а не NADPН), и равновесие между циклическим и нециклическим фосфорилированием зависит от потребности не в АТР, а в NADPН.

е) Неправильно. Непосредственно световая энергия необходима для образования О₂, тогда как для фиксации СО₂ световая энергия требуется лишь опосредованно.

ж) Правильно.

з) Правильно.

3. Это является выражением ключевого аспекта фотосинтеза – вода расщепляется светом и кислород при фотосинтезе образуется из воды.

4. Концентрация 3-фосфоглицерата повысится, а концентрация рибулозо-1,5-бисфосфата снизится.

5. Альдолаза участвует в цикле Кальвина, тогда как в пентозофосфатном пути – трансальдолаза.

6. а) С-1; б) С-3, С-4, С-5; в) С-1; г) С-1.

7. В эритрозо-4-фосфате метки нет; во фруктозо-6-фосфате мечены С-1 и С-3.

Глава 4. Биосинтез предшественников макромолекул
4.1. Биосинтез олиго- и полисахаридов
1. Синтеза глюкозы из ацетилCоА в тканях высших животных не происходит; имеет место просто перераспределение метки. Если мечена карбоксильная группа миристиновой кислоты, метка появляется в С-1 ацетилCоА. После одного оборота ЦТК в С-1 и С-4 оксалоацетата, а потом в результате глюконеогенеза в С-3 и С-4 глюкозы. Увеличения количества оксалоацетата не происходит, а значит, нет глюконеогенеза; глюкоза не синтезируется и количество гликогена не увеличивается.

2. С помощью глиоксилатного цикла.

ацетилCоА + оксалоацетат  цитрат  изоцитрат  сукцинат + гли­оксилат;

глиоксилат + ацетилCоА  малат + CоА.

Суммарный эффект – ацетилCоА и оксалоацетат превращаются в малат и сукцинат, которые могут быть преобразованы в оксалоацетат. Одна молекула оксалоацетата без ущерба для ЦТК может быть направлена на синтез глюкозы.

3. 2Глюкоза + АТР + UТР  лактоза + АDР + UDР + 2р_i.

4. Глюкоза + АТР + UТР + (глюкоза)_n-1  (глюкоза)_n + АDР + + UDР + 2р_i.

5. Три высокоэнергетических фосфатных связи ( исходя из глюкозы).

б) CDP-этаноламин.

2. а) Мечены положения 2, 4, 6, 8, 10, 11, 12, 14, 16, 20, 22, 24; б) мечены положения 1, 3, 5, 7, 9, 13, 15, 17, 18, 19, 21, 23, 25, 26, 27; в) метка уходит с СО₂, г) мечены положения 1, 7, 15, 19, 21, 25, 26, 27.

3. С-1, С-3 и С-5 мевалоната.

4. Четные атомы углерода пальмитила.

5. Тринадцать высокоэнергетических фосфатных связей (6 из них приходится на рр_i).

6. 7ацетил CоА + 12 NADPH + 12Н⁺ + 6АТР + Н₂О  миристиновая кислота + 7CоА + 12NADP⁺ + 6ADP + 6р_i.

7. Двадцать четыре высокоэнергетических фосфатных связи.

8. 12.5 глюкоза + 42NADPH + 42Н⁺ + 47NAD⁺ + 2ADP + 2р_i  три­пальмитин + 24СО₂ + 42NADP⁺ + 47NADH + 47Н⁺ + 2АТР + 23Н₂О.
4.3. Биосинтез нуклеотидов
1. Глюкоза + 2АТР + 2NADP⁺ + Н₂О → PPRP + СО₂ + ADP + + АМР + 2NADPH + Н⁺.

2. Gln + Asp + CO₂ + 2ATP + NAD⁺ → Оротат + 2ADP + 2P_i + Glu + + NADH + H⁺.

3. а) С-5 пурина; б) С-3 рибозы и С-4 пурина; в) С-5 пурина, С-1 и С-3 рибозы; г) N-3 и N-9 пурина.

4. 6 высокоэнергетических фосфатных связей.

5. Оксалоацетат + рибозо-5-фосфат +2NН₃ + NAD⁺ + NADPH + + Н⁺ + 5АТР  UТР + NADH + Н⁺ + NADP⁺ + 4ADP + АМР + 4р_i; 6 высокоэнергетических фосфатных связей; 0.139 моль глюкозы.

6. а) С-4 пиримидинового кольца; б) N-1, N-3 и аминогруппа; в) N-1, N-3 и аминогруппа.

7. С-2.

8. а.

2. Цитрат + NН₃ + 4NAD⁺ + NADPH + Н⁺+ FAD + ТГФК + Н₂О  гли­цин + 3СО₂ + FADH₂ + 4NADH + 4Н⁺ + NADP⁺ +N⁵,N¹⁰-метиленТГФК.

3. a-Кетоглутарат + NН₃ + 3NADPH + 3Н⁺ ® пролин + 3NADP⁺ + + 3Н₂О; a-С.

4. Глюкоза ® пируват® оксалоацетат ® аспартат;

1/2глюкоза + СО₂ + NН₃ + NAD⁺ + NADPH + Н⁺ ® аспартат + NADH + Н⁺ + NADP⁺ + Н₂О.

5. a-С; ¹⁵N метки нет.

6. Схема.

Для нормального функционирования цикла мочевины необходимо пополнение запасов аспартата ( образующийся фумарат в ЦТК превращается в оксалоацетат; последний через переаминирование дает аспартат).

1. Мозг не может использовать жирные кислоты, он должен получать глюкозу, так же как и красные клетки крови, которые не имеют митохондрий и могут производить энергию только путем гликолиза.

2. Лимитирующей стадией цикла Кальвина является карбоксилирование рибулозо-1,5-дифосфата с образованием двух молекул 3 фосфоглицерата. Активность рибулозо-1,5-дифосфат-карбоксила­зы регулируется несколькими путями:

а) NADPH, образуемый фотосистемой I, аллостерически активирует карбоксилазу;

б) скорость реакции возрастает при повышении рН с 7 до 9. Индуцируемое светом закисление полости тилакоидов приводит к защелачиванию стромы, которое активирует карбоксилазу;

в) фермент активируется Mg²⁺. Mg²⁺ освобождается в строму при засасывании протонов в полость тилакоидов под действием освещения.

3. Фруктозо-2,6-дифосфат. сАМР увеличивает его уровень.

4. Ковалентная модификация заключается в фосфорилировании некоторых белков с помощью протеинкиназ, переносящих остаток фосфата от АТР на некоторые аминокислотные остатки (Ser, Thr, His, Tyr) в активном центре соответствующих белков. Фосфорилированная форма может быть активной или неактивной. Ферменты, теряющие активность при фосфорилировании: пируватдегидрогеназа, ацетилCоА-карбоксилаза, гликогенсинтетаза. Ферменты, активируемые фосфорилированием определенных аминокислотных остатков в их активном центре, следующие: гликогенфосфорилаза а, фосфоглюкомутаза, сукцинилтиокиназа. Демодификация происходит путем гидролиза фосфатной группы фосфатазой.

5. Регуляция ферментативной активности по типу обратной связи – это регуляция с помощью конечного продукта. Регуляция по типу обратной связи обычно происходит на первой, функционально необратимой стадии, уникальной для данной цепи реакций. Так гексокиназа ингибируется своим продуктом – глюкозо-6-фосфатом, пируватдегидрогеназа – ацетил-CоА и NADH, ферменты, участвующие в первых стадиях биосинтеза пуриновых нуклеотидов: карбамоилфосфатсинтетаза и аспартат-транскарбамоилаза – UТР и пуриновыми нуклеотидами.

6. Регуляция распада и синтеза гликогена осуществляется путем изменения в противоположном направлении активности двух ключевых ферментов – гликогенсинтазы и гликогенфосфорилазы – с помощью их фосфорилирования и дефосфорилирования. Под воздействием гормона адреналина активируется аденилатциклаза, превращающая АТР в сАМР. В присутствии сАМР протеинкиназа А обратимо диссоциирует, освобождая обладающие каталитической активностью субъединицы, и активирует киназу фосфорилазы путем фосфорилирования. Киназа фосфорилазы фосфорилирует гликогенфосфорилазу, превращая ее в активную гликогенфосфорилазу, и гликогенсинтазу, переводя ее в неактивное состояние. В результате ингибирования гликогенсинтазы и активирования гликогенфосфорилазы гликоген включается в процесс распада. Фосфодиэстераза катализирует распад сАМР и прекращает действие гормонального сигнала. Активность протеинкиназы падает; она перестает ингибировать протеинфосфатазу, которая дефосфорилирует фосфорилазу а, киназу фосфорилазы и гликогенсинтазу. Активация гликогенсинтазы путем дефосфорилирования вызывает синтез гликогена.

7. Синтез пуриновых нуклеотидов регулируется ингибированием по типу обратной связи на нескольких стадиях.

1) Концентрация PPRP регулируется ингибированием 5 пурин­нуклеотидами (AMP, GMP, IMP).

2) Они же ингибируют PPRP-амидотрансферазу по принципу обратной связи.

3) АМР регулирует активность аденилосукцинатсинтетазы, влияя по принципу обратной связи на собственный синтез. GМР регулирует собственный синтез, действуя по тому же принципу на IМР дегидрогеназу. Наряду с этим, образование аденилосукцината из IМР на пути к АМР стимулируется GТР. Образование же GМР из ксантозинмонофосфата требует присутствия АТР. Перекрестная регуляция расходящихся путей метаболизма IMР. Такая регуляция тормозит биосинтез одного из пуриновых нуклеотидов при недостатке другого. При синтезе пиримидинов карбамоилфосфатсинтетаза ингибируется по принципу обратной связи UТР, пуриннуклеотидами, активируется PPRP; аспартаттранскарбамоилаза чувствительна к ингибированию CТР. На нескольких этапах биосинтеза пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов осуществляется перекрестная регуляция.

8. Восстановление NDP тонко регулируется аллостерическими взаимодействиями. Субъединица В1 рибонуклеотид-редуктазы содержит два типа аллостерических участков: один регулирует общую активность фермента, другой – субстратную специфичность. Общая активность снижается при связывании dАТР (ингибирование по типу обратной связи). Связывание dАТР (АТР) с участками, регулирующими субстратную специфичность, увеличивает восстановление пиримидиндинуклеотидов UDР и СDР. Восстановление GDР стимулируется связыванием dТТР, который также ингибирует восстановление пиримидиндинуклеотидов. Увеличение концентрации dGТР стимулирует восстановление ADP. Эта сложная схема регуляции обеспечивает синтез достаточного количества 4NТР для синтеза ДНК.

9. Глюкозо-6-фосфат, продукт гексокиназной реакции, является промежуточным продуктом не только гликолитического пути, но и может превращаться в гликоген или окисляться по пентозофосфатному пути. Первая, необратимая реакция, присущая только гликолитическому пути, – фосфофруктокиназная реакция.

10. Одной из причин возникновения регуляции метаболизма веществ в клетке является потенциальная опасность возникновения “холостых” (или субстратных) циклов, приводящих к бессмысленному переводу энергии АТР в тепло. “Холостой” цикл на примере гликолитической фосфофруктокиназы выглядит следующим образом:

Крупномасштабные “холостые” циклы, потенциально возможные в отсутствие регуляции:

В такие “холостые” циклы могут потенциально объединиться любые парные комбинации процессов синтеза и распада отдельных метаболитов. Чтобы исключить подобную ситуацию, расщепление и синтез метаболитов должны регулироваться противоположным образом: когда активируется один из процессов, другой должен ингибироваться.

1. 
   
   жүктеу/скачать 1.44 Mb.
   
   Достарыңызбен бөлісу: