Лигазы
Cтраница 3
Лигазы катализируют соединения двух молекул, сопряженное с разрывом пирофосфатной связи АТФ или другого макроэргическо-го соединения. Систематическое название этих ферментов составляют по форме А: В лигазы, где через А и В обозначают исходные вещества. В этот класс включены ферменты, катализирующие реакции образования связей С-О, С-S, С-N, С-С. Например, образование С-N - связи при синтезе глутамина катализирует фермент 1-глута-мат: аммиаклигаза, тривиальное название - глутаминсинтетаза: АТФ L-глутамат NH4 - АДФ ортофосфат L-глутамин. [31]
ДНК, примыкающая к РНК, длиной в 1000 - 2000 нуклеоти-дов. В конце концов РНК-праймер удаляется, разрыв заполняется при участии другой полимеразы, и все отрезки соединяются при помощи лигазы. Такой механизм посегментного синтеза полинуклеотидов позволяет объяснить репликацию второй цепи ДНК. Возможно даже, что таким способом реплицируются обе цепи. [33]
Классификация ферментов базируется на типичных реакциях, которые они катализируют. В соответствии с этим все ферменты разделяют на следующие шесть классов: оксидоредуктазы, трансфе-разы, гидролазы, лиазы, изомеразы, лигазы. [34]
Модель Кэрнса объясняет механизм репликации кольцевой ДНК - Согласно этой модели удвоение всегда начинается с одной и той же точки и идет всегда в одном направлении с помощью своеобразного шарнирного механизма; шарнир расположен в стартовой точке и дает возможность свободно вращаться неудвоенной части молекулы. Первоначально модель Кэрнса основывалась на радиоавтографических данных, свидетельствовавших о существовании репликационнои вилки; Шарнир может возникнуть в результате поочередного действия эндонуклеазы и лигазы, разрывающих и вновь соединяющих кольцевую молекулу ДНК - Радиоавтографические данные Кэрнса можно объяснить двумя вилками, которые движутся от общего начала в противоположном направлении. Такой двунаправленный синтез ДНК обнаружен в клетках кишечной палочки и подтверждается методами генетического анализа. Несмотря на то, что проблема раскручивания ДНК продолжает оставаться дискуссионной, все же результаты исследований указывают на то, что каждая из-исходных цепей ДНК полностью сохраняется в течение всего периода репликации. [35]
Ферменты и другие биологически активные вещества. В мол ке в настоящее время обнаружено более 100 ферментов, в тс числе оксиредуктазы ( дегидрогеназа, оксидаза, пероксидаза, п роксид-дисмутаза), трансферазы, гидролазы ( эстераза, гликоз даза, протеаза), липазы, изомеразы и лигазы. [36]
Международный биохимический союз предложил в 1961 г. классификацию ферментов, в которой фермент обозначается кодом из четырех цифр. Первая указывает номер общих групп, расположенных в следующем порядке: 1) оксидоредуктазы, 2) трансферазы, 3) гидролазы, 4) лиазы, катализирующие присоединение и отрыв атомов у двойных связей, 5) изомеразы и 6) лигазы, катализирующие соединение молекул при одновременном действии АТФ. Вторая цифра соответствует подгруппе, которая пронумерована так, что каждый номер отвечает определенному субстрату. Третья цифра - это номер частной подгруппы; частные подгруппы различаются видами субстратов данного типа. Наконец, четвертая цифра соответствует условной стандартной последовательности расположения в пределах подгруппы. [37]
 |
Возможная схема действия ДНК-лв-гаэ. Цифры в кружках / - 6 обозначают последовательность действия фермента. [38] |
ДНК-лигазы - ферменты, катализирующие репарацию одноцепочечного разрыва, который обычно возникает под влиянием эндонуклеаз. Поэтому ДНК-лигазы называют еще и сшивающими ферментами. Лигазы обнаружены в самых различных клетках, в том числе и в клетках, зараженных вирусами. Под влиянием этих ферментов образуются фосфодиэфирные связи между свободным 5 -фосфатным концом олиго - или полинуклеотида и З - гидроксильной группой соседнего олиго - или полинуклеотида. Скорее всего реакция протекает с обязательным образованием промежуточного комплекса лигазы с АМФ. Например, в клетках кишечной палочки такой комплекс образуется при взаимодействии лигазы с НАД, а в клетках млекопитающих такой комплекс образуется при взаимодействии лигазы с АТФ. [39]
В целом получается жестко связанная 30 парами комплементарных нуклеотидов система четырех цепей ДНК со свободными концами по 10 нуклеотидов в верхней и в нижней цепи. Имеются два разрыва фосфатных связей, отмеченные стрелками. Действием фермента лигазы эти разрывы зашиваются, и на их месте возникают фосфатные мосты. Таким образом, четыре первоначально взятые полинуклеотида превращаются в две цепи, в средней части комплементарно связанные друг с другом. Осталось с помощью полимеразы и набора свободных нуклеотидов комплементарно достроить оба свободных конца молекулы, и двойная спираль из 50 поли-нуклеотидов готова. Одна из ее цепей комплементарна к 50 первым нуклеотидам т - РНК, другая - комплементарна к первой. [40]
Исходными соединениями служат продукты гликолиза и пен-тозного цикла: фосфоенолпируват и эритрозо-4 - фосфат. Под действием конденсирующего фермента они образуют фосфорилирован-ную арабогептоновую кислоту. Последняя при участии синтетазы ( лигазы) циклизуется в 5-дегидрохинную кислоту. Действие 5-де-тидрохиназы и редуктазы 5-дегидрошикимовой кислоты приводит к образованию соответственно 5-дегидрошикимовой кислоты и ши-кимовой кислоты, являющейся уже как бы первой ступенью на пути к соединениям ароматического ряда. [41]
Нуклеиновый обмен бактерий связан с генетическим обменом. Синтез нуклеиновых кислот имеет значение для процесса деления клетки. Синтез осуществляется с помощью ферментов: рестриктазы, ДНК-полимеразы, лигазы, ДНК-зависимой-РНК-полимеразы. [42]
Белковые компоненты репликационного аппарата обычно функционируют не изолированно, а в виде специфических межмолекулярных комплексов, которые формируются благодаря белок-белковым взаимодействиям. Поэтому замена некоего вирусного белка на клеточный с аналогичной функцией может оказаться столь же бесполезной, как замена в часах шестеренки аналогичной деталью, взятой из механизма другого размера. Впрочем, частичная подмена функций некоторых вирус-специфических репликационных белков ( например, таких, как лигазы или хеликазы) соответствующими клеточными белками может иногда оказаться возможной. [43]
Белковые компоненты реплйкационного аппарата обычно функционируют не изолированно, а в виде специфических межмолекулярных комплексов, которые формируются благодаря белок-белковым взаимодействиям. Поэтому замена некоего вирусного белка на клеточный с аналогичной функцией может оказаться столь же бесполезной, как замена в часах шестеренки аналогичной деталью, взятой из механизма другого размера. Впрочем, частичная подмена функций некоторых вирус-специфических репликационных белков ( например, таких, как лигазы или хеликазы) соответствующими клеточными белками может иногда оказаться возможной. [44]
Белковые компоненты реплйкационного аппарата обычно функционируют не изолированно, а в виде специфических межмолекулярных комплексов, которые формируются благодаря белок-белковым взаимодействиям. Поэтому замена некоего вирусного белка на клеточный с аналогичной функцией может оказаться столь же бесполезной, как замена в часах шестеренки аналогичной деталью, взятой из механизма другого размера. Впрочем, частичная подмена функций некоторых вирус-специфических репликационных белков ( например, таких, как лигазы или хеликазы) соответствующими клеточными белками может иногда оказаться возможной. [45]
Страницы: 1 2 3 4