загрузка...
 
АВТОНОМНАЯ САМОРЕГУЛЯЦИЯ ЦТК
Повернутись до змісту

АВТОНОМНАЯ САМОРЕГУЛЯЦИЯ ЦТК

Механизм дыхательного контроля (раздел 5.2.5) составляет наиболее общую основу для регулирования интенсивности реакций ЦТК, ибо 4 из 8 его стадий «состыкованы» с митохондриальным окислением. Однако этот механизм контролирует в основном работу собственно системы МтО (включая протонную АТФ-синтетазу) и только опосредованно затрагивает функционирование ЦТК, который «всего лишь» поставляет восстановительные эквиваленты (атомы водорода) для дыхательных цепей. Поэтому ЦТК наделен и своими собственными возможностями саморегуляции.

Ключевым звеном ЦТК является изоцит- ратдегидрогеназа. Этот НАД-зависимый фермент 3-й стадии цикла сосредоточен только в митохондриях и сочетает в себе как лимитирующую роль, так и регуляторные функции. Он угнетается (конкурентно) избытком своего собственного продукта - НАД ? Н2 (который вырабатывают к тому же еще и две другие дегидрогеназы цикла), а также повышенными концентрациями АТФ. Напротив, АДФ (субстрат протонной АТФ-синтетазы) обладает мощным активирующим действием на изоцит- ратдегидрогеназу, значительно повышая ее сродство к субстратам (изоцитрату и НАД). Этот аллостерический эффект настолько значителен, что в отсутствие АДФ фермент почти полностью теряет свою активность.

Регуляторными свойствами обладает также цитратеинтетаза, начальный фермент ЦТК. Она чувствительна к аллостерическому воздействию АТФ. накопление которого увеличивает значение Км в отношении ацетил-КоА (т.е., снижает сродство фермента к своему субстрату). Поэтому синтез цитрата замедляется с повышением уровня АТФ, точнее - с нарастанием величины энергетического заряда клетки (см. уравнение [5-2]). Аналогичный угнетающий эффект вызывает и прирост содержания сукцинил-КоА (продукт 4-й стадии ЦТК) или каких-либо жирных кислот в их активированной форме (ацил-КоА), в которой они используются для образования больших количеств ацетил- КоА в митохондриях (детали процесса будут рассмотрены в главе 7). Таким образом, саморегуляция цитратсинтетазной стадии направлена в одну сторону: она уменьшает поступление в ЦТК его исходного субстрата - молекул ацетил- КоА (в том числе тех, что образуются из жирных кислот). Реализуется этот эффект в условиях насыщенности клеток макроэргами.

Наконец, еще одним регуляторным звеном ЦТК является а-КГ-дегидрогеназный комплекс (4-я стадия). Его активность тоже снижается с повышением ЭЗК и при избытке собственных продуктов - НАД-#2 или сукцинил-КоА. Важность этих эффектов обусловлена тем, что а-КГ образуется не только в реакциях ЦТК. В частности, он возникает и ходе катаболизма большинства аминокислот (об этом - в разделе

9.2).

Таким образом, автономная саморегуляция ЦТК нацелена на полную (и быструю!) компенсацию расходов АТФ в клетке, зачастую сильно варьирующих во времени. Ведущую роль в успешном поддержании физиологических значений ЭЗК играет ключевой фермент ЦТК — изо- цитратдегидрогеназа, высоко чувствительная к стимулирующему действию АДФ и угнетаемая избытком НАД'Н2 и повышением уровня ЭЗК. Дополнительные пункты контроля регулируют поступление в цикл его начального субстрата - ацетил-КоА - из разных источников (цитратсин- тетаза), а также «внешних» метаболитов (а-кетоглутаратдегидрогеназа).



загрузка...