Мултиензимни системи
- Свободни ензими, разтворени в цитоплазмата или в матрикса на митохондриите, които функционират независимо. Свързването им в мултиензимна система става в метаболитните вериги чрез обмяна на междинни метаболити (P на едната ензимна реакция е S на следващата).
- Многоензимните комплекси – ензимите са свързани в стабилни и устойчиви комплекси и осъществяват каталитичната си активност само в рамките на комплекса (Пируват ДХ комплекс, Алфа-КГ ДХ комплекс; Синтетаза на МК)
- Мултиензимни системи свързани с клетъчни органели – включват се и липиди, и по-ниско молекулни съединения, и интегрални белтъци (дихателна верига, скъсени микрозомални електрон-пренасящи вериги – хидроксилази)
Регулация на мултиензимните системи
- Реакциите в метаболитните вериги протичат с различна скорост.
- Сумарната скорост на дадена метаболитна верига се определя от скоростта на най-бавната реакция – скоростопределяща.
- Ензимите, катализиращи скоростопределящите реакции най-често са регулаторни за дадената верига.
- Тези ензими притежават способността да повишават или понижават каталитичната си активност в отговор на определени сигнали.
- Най-често регулаторните ензими катализират първата реакция или реакция в началото на веригата.
- Инхибитори най-често са крайните продукти на веригата – инхибиране по типа на обратната връзка (ретро инхибиране)
- Активатори най-често са субстратите на регулаторния ензим или на метаболитната верига.
Регулация на ензимната активност на регулаторните ензими
- Алостерична регулация – бърза и краткосрочна. Определя се от конкретното състояние на клетъчния метаболизъм. Осъществява се регулация по типа на обратната връзка.
- Ковалентна модификация – бърза, която се медиира от действието на хормони, растежни фактори и други стимули от външната среда на клетката
- Протеолитично разграждане – при ензими от храносмилателния тракт, кръвосъсивране, фибринолиза и др.
- Генетична регулация –индукция, репресия и дерепресия – бавна и продължителна. Контролира се или от метаболитното състояние в клетката или от външни за клетката фактори – хормони, растежни фактори, хипоксия и др.
Алостерично регулиране. Алостерични ензими
- Алостеричните ензими са олигомерни протеини (с четвъртична структура). Най-често с регулаторни и каталитични субединици.
- Освен АЦ имат допълнителни 1 или повече центрове (алостерични –АлоЦ), в които се свързват с модулаторни вещества – метаболити (инхибитори или активатори).
- АлоЦ проявяват различна степен на специфичност спрямо модулаторите.
Ковалентна модификация
- Регулаторните ензими съществуват в 2 форми (свързана и несвързана с модифицираща група). Тези форми имат различна активност.
- Най-често модифициращата група е фосфатна група (фосфорилираене).
- Фосфорилирането се осъществява с АТФ под действие на протеин кинази: 2 типа протеин кинази – Сер/Тре-ПК и Тир-ПК.
- Дефосфорилирането се осъществява чрез хидролиза на естерната фосфатна връзка под действието на протеин фосфатази. Тези ензими са конститутивни ензими. Активността им може да бъде модулирана (инхибирана).
- Фосфорилирането се отключва под действие на външни за клетката фактори – хормони, растежни фактори, невромедиатори, тъканни хормони и др.
Генетична регулация
- По-бавна, но с по-продължителен ефект
- Координирана регулация на няколко ензима (ключовите за дадена метаболитна верига) – гените са включени и се експресират координирано.
- Особено важно за проявяване генетичната регулация е обмяната (разграждането) на регулаторните протеини – те обикновено са ензими с кратък период на полуживот (ХМГ редуктаза)
Регулира се:
- от крайни метаболити от дадените вериги (супресия, инхибиране по типа на обратната връзка) – (хем, холестерол)
- от хормони и други външни за клетката растежни фактори – супресия или индукция
Автор на статията: Доц. Татяна Влайкова!
