Кинетика действия КФК
Креатинфосфокиназа функционирует по неупорядоченному равновесному механизму.
Этот механизм может быть представлен следующей схемой:
(1)
где стадия, характеризующаяся константой k, является лимитирующей.
Для четырех равновесных реакций
Е + А « ЕА, (2)
Е + В « ЕВ, (3)
ЕА + В « ЕАВ, (4)
ЕВ + А « ЕАВ, (5)
получаем четыре уравнения
(e – xa – xb – x)a = KSAxa , (6)
(e – xa – xb – x)b = KSBxb , (7)
xab = KMBx , (8)
xba = KMAx , (9)
где а, b, x, xa, xb – концентрации соответственно А, В, ЕАВ, ЕА и ЕВ; KSA, KSB, KMA, KMB – константы диссоциации четырех равновесных реакций. Скорость суммарной реакции пропорциональна концентрации ЕАВ. Таким образом,
V = kx. (10)
Исключая х из приведенных выше уравнений, получаем:
Это уравнение содержит только три из четырех констант равновесия. Четвертая оказывается «излишней», так как она связана с тремя остальными константами соотношением
KSAKMB = KMAKSB (12)
Можно показать, что член ke равен максимальной скорости. При выводе уравнения (11) не было сделано допущения о влиянии, которое может оказывать взаимодействие фермента с одним из субстратов на взаимодействие с другим.
Если каждый субстрат взаимодействует только со своим участком связывания и не оказывает влияния на сродство фермента к другому субстрату, то KSA = KMA и KSB = KMB; уравнение (11) при этом упрощается до
Таким образом, обе константы Михаэлиса можно определить просто путем изменения концентрации одного из субстратов при постоянной концентрации другого. ( Диксон М., Уэбб Э., Ферменты, Т. 1, М., 1982, с. 134, 135).
Перенос энергии из митохондрий в цитоплазму клетки миокарда с помощью изоферментов КФК
В последнее время появились данные, доказывающие, что креатинфосфат в мышечной ткани (в частности, в сердечной мышце) способен выполнять не только роль депо легкомобилизуемых макроэргических фосфатных групп, но также роль транспортной формы макроэргических фосфатных связей, образующихся в процессе тканевого дыхания и связанного с ним окислительного фосфорилирования. Предложена схема переноса энергии из митохондрий в цитоплазму клетки миокарда (рис. 20.7).
АТФ, синтезированный в матриксе митохондрий, переносится через внутреннюю мембрану с участием специфической АТФ-АДФ-транслоказы на активный центр митохондриального изофермента креатинкиназы, который расположен на внешней стороне внутренней мембраны; в межмембранном пространстве (в присутствии ионов Mg2+) при наличии в среде креатина образуется равновесный тройной фермент-субстратный комплекс креатин–креатинкиназа–АТФ-Mg2+, который затем распадается на креатинфосфат и АДФ Mg2+ . Креатинфосфат диффундирует в цитоплазму, где используется в миофибриллярной креатинкиназной реакции для рефосфорилирования АДФ, образовавшегося при сокращении. Высказываются предположения, что не только в сердечной мышце, но и в скелетной мускулатуре имеется подобный путь транспорта энергии из митохондрий в миофибриллы. (Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф., Биологическая химия, М., 1998, с. 580, 654, 655). Изоферменты КФК обнаружены во всех субклеточных структурах, продуцирующих либо использующих энергию, - в митохондриальной мембране, миофибриллах, мембране саркоплазматического ретикулума (СПР), плазматической клеточной мембране и др. (Фролькис Р. А., Воронков Г. С., Дубур Г. Я., Циомик В. А., Гомон И. В. – Некоторые аспекты изучения активности креатинфосфокиназы в мембранах саркоплазматического ретикулума миокарда в условиях экспериментальной коронарной недостаточности //Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, М., 1983, №5, с. 53).
Также смотрите:
Ультрацентрифугирование
10-20 лет тому назад скоростные ультрацентрифуги составляли едва ли не главную часть приборного оснащения любой биохимической лаборатории. Сейчас, когда молекулярная биология перешла на работу с микроколичествами исходных материалов, эти дорогие и капризные машины зан ...
Фактор плотности популяций
Действие «фактора плотности популяции» (перенаселения) во всех изученных случаях, у различных птиц и млекопитающих, одинаково. В 1936 году медик Ганс Селье описал это явление как стрессовый синдром. У всех животных, испытавших воздействие стресса, прежде всего фиксиру ...
Сущность жизни
Долгое время в науке господствовали два основных подхода к решению вопроса о сущности жизни: механицизм и витализм. Механистический материализм, характерный для классической науки Нового времени, не признавал качественной специфики живых организмов и представлял жизне ...