5192605825

[5] REGULACJA SZLAKU METABOLICZNEGO 7

pływ jest równy zeru. Jest więc rzeczą oczywistą, że w funkcjonującej drodze metabolicznej stężenie metabolitów reakcji (Si i S₂) kształtują się w ten sposób, że ich stosunek odbiega od wartości K_eq. Ten stosunek określa wartość ilorazu masowego (F).

Z klasycznego wzoru na energię swobodną reakcji AG = KTln(r/K_eq) i trochę mniej znanej zależności v.i/vi = T/K wynika, że oddalenie od stanu równowagi zwiększa przepływ przez reakcję. Za opinią, że jedynie enzymy katalizujące reakcje oddalone od równowagi wchodzą w rachubę przy określaniu punktów regulacji stoi następujące rozumowanie.

W przypadku enzymu wysoce aktywnego, który nawet przy nieznacznej AG zapewnia wystarczający przepływ przez reakcję, metabolity reakcji są w układzie stężeń zbliżonym do K_eq. Dopiero drastyczna zmiana aktywności takiego enzymu może doprowadzić do zmiany układu stężeń. Natomiast w przypadku enzymu pracującego z dala od równowagi możemy powiedzieć, że enzym ten z „trudem”, posiłkując się znaczną energią swobodną reakcji, zapewnia przepływ przez odpowiadający mu etap szlaku., Tu nawet nieznaczna zmiana aktywności enzymu będzie miała odzwierciedlenie w zmianie stężeń metabolitów reakcji. Stąd nawet delikatne oddziaływanie modyfikujące taki enzym wpłynie na działanie pozostałej części szlaku.

Jest to więc pogląd, że punktu regulacji należy oczekiwać w miejscu względnie mało aktywnych enzymów. Myśl ta jest analogiczna do tej, którą w roku 1862 wyraził J. L i e b i g przy analizie czynników wyznaczających wielkość plonów w rolnictwie (7). J. Liebig wprowadził wtedy tzw. prawo minimum głoszące, że wielkość plonu zależy w istotny sposób od czynnika będącego w minimum; gdy czynnik ten ulegnie poprawie, plon proporcjonalnie wzrasta, lecz tylko do pewnej osiągalnej w danych warunkach wielkości.

W roku 1905 F. F. Blachman nadał temu prawu następującą formę (8): Jeśli na jakiś proces biologiczny wpływa szereg czynników, to jego natężenie ograniczone jest przez czynnik występujący w minimalnej ilości (limiting jactor) w stosunku do wymagań stawianych przez organizm.

Podział na reakcje bliskie i oddalone od równowagi (tak w skrócie nazywa się reakcje, które w warunkach działającego szlaku metabolicznego wykazują stan stężeń metabolitów reakcji mniej więcej zgodny ze stałą równowagi lub też znacznie od tej stałej odbiegający) jest podziałem umownym. Zwykle za reakcje bliskie równowagi uważa się te reakcje, których stosunek r/K_eq jest większy od 0.2 (6). Czy jednak rzeczywiście reakcje charakteryzujące się r/K_eq > 0.2 nie mogą mieć znaczenia regulacyjnego? Szereg danych wskazuje na to, że tak nie jest, że reakcje charakteryzujące się stosunkiem r/K_eq w granicach 0.3—0.5 mogą także mieć znaczenie regulacyjne (9). Co więcej, ustalenie rzeczywistych ak-. tvwności metabolitów, skorygowanych ze względu na występowanie frak-