Zestaw25

1.Flawoproteiny-udzial w metabolizmie komorkowym

2.Fosfofruktokinaza-lokalizacja, regulacja aktywności

3.Biosynteza informacyjnego RNA

Ad.1

FMN (mononukleotyd flawinowy) i FAD (dinukleotyd flawinoadeninowy) to grupy prostetyczne wytwarzane w organizmie z wit.B2-ryboflawiny. Sa zwykle mocno,ale niekowalencyjnie zwišzane z danym apoenzymem. Enzymy flawoproteinowe określane mianem metaloflawoprotein zawieraja w swojej czasteczce atom metalu niezbędny do swojego dzialania.

Udzial w met. komorkowym:

A)Udzial w łańcuchu oddechowym (kompleks I i II)

Kompleks I: elektrony z NADH sa wprowadzane na poziomie reduktazy NADH-Q (która jest metaloflawoproteina). Nastepuje zwišzanie NADH, przeniesienie 2e na FMN, pozniej z FMNH2 na centra żelazo-siarkowe [4Fe-4S], potem na koenzym Q zwišzany z bialkiem. Nastepnie para e przenoszona jest z QH2 na centrum [2Fe-2S] i wreszcie do ruchomej puli Q.

Dehydrogenaza flawoproteinowa ma kształt litery L i zbudowana jest z dwóch ramion (ramie pionowe wysunięte jest do matriks a poziome ułożone w blonie). Przejscie 2e przez kompleks I powoduje wypompowanie 4H+ z matriks mitochondrialnej.

Kompleks II: kompleks reduktazy bursztynian-Q zwišzanej z wewn.blona mitochondrialna, zawiera FADH2 (tworzony w cyklu Kresa z fumaranu przez dehydrogenaze bursztynianowa). Jego e sa przekazywane na Fe-S, a potem na Q. Kompleks ten nie pompuje protonow. Dehydrogenazy flawoproteinowe przenosza wiec e bezposredio na Q (omijajšc komp..I) z bursztynianu( dehydrogenaza bursztynianowa), choliny, sarkozyny, glicerolo-3-fosforasnu, acylo-CoA i dimetyloglicyny. Wszystkie te dehydrogenazy sluza jako przenośniki przenośniki miedzy NADH/FADH2 a składnikami bardziej elektrododatnimi łańcucha.

B)Udzial w odwodorowaniu zredukowanego liponianu, zwišzku poœredniego oksydacyjnej dekarboksylacji pirogronianu i ?-ketoglutaranu. W tym przypadku FAD dziala jako przenoœnik wodorow ze zredukowanego liponianu na NAD+ (z powodu niskiego potencjalu oksydoredukcyjnego).

C)Flawoproteina przenoszaca e jest poœrednikiem przenoszšcym elektrony miedzy dehydrogenaza acylo-CoA a łańcuchem oddechowym. Dehydrogenaza acylo-CoA katalizuje przekształcenie acylo-CoA w ?2-transenoilo-CoA w ?-oksyadacji kwasow tluszczowcyh. Koenzymem tej dehydrogenazy jest FAD (i z tego FADH2 flawoproteina przenosi elektrony na lancuch oddechowy).

D)Udzial w biosyntezie deoksyrybonukleotydow (deoksyrybozy)

Ad.2.Fosfofruktokinaza 1 (PFK1) – enzym katalizujšcy reakcje przekształcania fruktozo-6-fosforanu w fruktozo-1,6-bis-fosforan w glikolizie. Reakcja ta jest nieodwracalna ze względu na swoja egzoergicznosc. Enzym ten jest enzymem allosterycznym jak i indukowanym. Jego aktywnoœć odgrywa glowna role w regulacji szybkoœci glikolizy. PFK1 wystepujaca w wštrobie jest hamowana przez wysoki poziom ATP, który zmniejsza powinowactwo enzymu do fruktozo-6-fosforanu. Wysokie stężenie ATP zmienia kształt krzywej z hiperbolicznego na sigmoidalny. Ten efekt allosteryczny jest wywoływany przez wiazanie się ATP do specyficznego miejsca regulatorowego oddalonego od miejsca katalicznego. Hamujšce dzialanie ATP znosi AMP. Aktywnoœć wzrasta w momencie spadku stosunku ATP/AMP. Jony H+ (czyli spadek pH) hamuja fruktokinaze, co zapobiega kwasicy i nadmiernemu tworzeniu mleczanu. PFK1 jest hamowana przez cytrynian, który wzmacnia efekt ATP. Fruktozo-2,6-bos-fosforan (F-2,6-BP) jest silnym aktywatorem PFK1 w wštrobie.F-2.6-BP zwieksza aktywnoœć PFK1 przez wzrost jej powinowactwa do fruktozo-6-fosforanu i osłabienie dzialania hamujšcego ATP. Jest aktywatorem allosterycznym przesuwajšcym równowagę konformacyjna ze stanu R do T.

Fosfofruktokinaza2 (PFK2) katalizuje przekształcenie fruktozo-6-fosforanu w F-2,6-BP. Fruktozo-6-fosforan(F-6-P) przyspiesza synteze F-2,6-BP i hamuje jego hydrolize. F-2,6-BP jest hydrolizowany do F-6-P przy udziale fruktozobisfosfatazy2(FBPaza2). Zarówno PFK2 jak i FBPaza2 sa obezne w pojedynczym łańcuchu polipeptydowym (enzym dwufunkcyjny). Oba te enzymy SA regulowane przez fosforyzacje pojedynczej reszty seryny. Przy malej iloœci glukozy we krwi hamowana jest aktywnoœć PFK2 i poziom F-2,6-BP spada. Przy dużym stężeniu glukozy wzrasta stężenie stężenie-2,6-BP – przyspieszony jest proces glikolizy.

Aktywnoœć PFK w miesniu jest kontrolowana w inny sposób.Kianaza katalizujaca synteze F-2,6-BP podlega stymulacji a nie inhibicji przez fosforyzacje indukowana cAMP. Tak wiec adrenalina stymuluje glikolizie w miesniu a hamuje w wštrobie. Indukowany przez adrenaline rozpad glikogenu w wštrobie sluzy jako Ÿródło glukozy dla miesni, które szybko ja zużywajš tworzšc ATP potrzebny w czasie skurczu.

Ad.3.Proces biosyntezy mRNA (transkrypcja) prowadzony jest przez polimerazy RNA.U prokariota jest jeden typ polimeraz syntezujacych mRNA,tRNA i rRNA. U eukariota sa trzy typy polimeraz RNA:I.II,III, z których kazda ma inne funkcje. Transkrypcja przebiega w kierunku od konca 5’ do 3’ i rozpoczyna się zwišzaniem czasteczki polimerazy do miejsca promotorowego na matrycy DNA.Miejsca inicjacji transkrypcji:

-Prokariota: 2 miejsca promotorowe poprzedzaajce miejsce startu -10 - kaseta Pribnowa i -35. Pierwszy transkrybowany nukleotyd jest zwykle purynowy.

-Eukariota – kaseta TATA(Hognessa) w rejonie -25. Wiele eukariotycznych promotorow zawiera tez kasete CAAT w rejonie – 75.Transkrypcje eukariotycznych genow stymuluja ponadto sekwencje wzmagajšce, które mogš być odlegle od miejsca startu transkrypcji.

U Prokariota polimeraza RNA to kompleks składajšcy się z następujšcych podjednostek:?2??’?. Podjednostka ? odszukuje miejsce promotorowe,pomaga zainicjowac transkrypcje, a potem oddysocjowuje. Po zwišzaniu polRNA z dwuniciowym DNA (kompleks promotorowy zamkniety) nastepuje rozplecenie około 17pz i powstaje kompleks promotorowy otwarty, Powstajšcy babel transkrypcyjny sklada się z polRNA, DNA i powstajacego RNA zsyntezowany RNA tworzy hybrydowa helise z nicia matrycy DNA. Na etapie terminacji formowanie wišzań diestrowych ustaje z hybrydy RNA-DNA oddysocjowuje RNA a stopiony DNA ponownie się splata.DNA ma zazwyczaj miejsca stop=>RNA tworzy strukture spinki do włosów po której hybryda RNA-DNA jest bardzo niestabilna i RNA oddysocjowuje.Do termminacji pomocnicze jest tez bialko rho.U prokariota mRNA nei podlega modyfikacji i od razu ulega transkrypcji.

U eukariota oba te procesy sa rozdzielona w czasie i przestrzeni.Za synteze prekursorow mRNA odpowiada polRNAIII znajdujšcy się w nukleplazmie.poRNAII jest naprowadzana na miejsce startu transkrypcji przez grupe czynnikow transkryocyjnych o wspolnej nazwie TFII. Zwiazanie TFIID do rejonu TATA rozpoczyna proces transkrypcji (rola bialka TBP).Podobnie jak u Prokariota transkrypcja zaczyna się od A lub G.Jednak u Eukariota 5’trifosforan na koncu czasteczki jest natychmiast modyfikowany. Jedna reszta fosforanowaa jest uwalniana przez hydrolize. Difosforan na koncu5’ atakuje nastepnie atom fosforu czasteczki GTP i tworzy się wiaznie 5’5’trifosforanowe.Ten specyficzny koniec to czapeczka zlozona z 7-metyloguanozyny.Do wiekszosci prekursorow mRNA przyłšczony jesp po rozcięciu ich przez endonukleaze ogon 3’ poliadenylanowy (poliA).Prekursory mRNA ulegaja nastepnie procesowi splicingu (rozdzial 33 Stryer pt.:Synteza i splicing RNA) w którym wycinane sa introny. Tworza się dojrzale czasteczki mRNA.

---