Регуляция ферментов ковалентной модификацией

Некоторые белки при формировании третичной структуры подвергаются постсинтетической химической модификации. Оказалось, что активность ряда ключевых ферментов обмена углеводов, в частности фосфорилазы, гликогенсинтетазы и др. также контролируется путём фосфорилирования и дефосфорилирования, осуществляемого специфическими ферментами – протеинкиназой и протеинфосфатазой, активность которых в свою очередь регулируется гормонами. Уровень активности ключевых ферментов обмена углеводов и соответственно интенсивность и направленность самих процессов обмена определяются соотношением фосфорилированных и дефосфорилированных форм этих ферментов.

Присоединение фосфорной кислоты осуществляется через ОН-группы серина, треонина, реже – тирозина. Активным ферментом оказывается или фосфорилированная, или дефосфорилированная форма, как в случае с молекулами мышечной фосфорилазы и гликогенсинтазы соответственно.

На рис. 15.7. приведена схема ковалентной модификации по типу фосфорилирование – дефосфорилирование, где символом Р обозначается остаток фосфата, P_i– неорганический фосфат (Н₃РО₄).

Рис. 15.7. Ковалентная модификация фермента фосфорилированием – дефосфорилированем остатков серина

Химическая постсинтетическая модификация ферментов включает, кроме того, процессы ограниченного протеолиза, метилирования, гликозилирования, уридилирования, аденилирования, АDP-рибозилирования и др., обеспечивая тем самым микроскопический тип регуляции активности ферментов и соответственно физиологическую скорость процессов обмена веществ.