ЗАГАЛЬНА МІКРОБІОЛОГІЯ - Т.П. Пирог - 2004

20. РЕГУЛЯЦІЯ МЕТАБОЛІЗМУ

20.1. РЕГУЛЯЦІЯ СИНТЕЗУ ФЕРМЕНТІВ

20.1.2. Репресія синтезу ферментів

Є два типи репресії синтезу ферментів: 1) репресія кінцевим продуктом; 2) катаболітна репресія.

Репресія кінцевим продуктом. За допомогою такого типу репресії регулюється синтез анаболічних ферментів (тобто ферментів, які беруть участь у процесах конструктивного метаболізму — процесах біосинтезу). З погляду економії вигідно, щоб ферменти певного біосинтетичного шляху не синтезувались, якщо його кінцевий продукте в середовищі. Тому у присутності такого кінцевого продукту або за його накопичення знижується швидкість синтезу всіх ферментів, специфічних для даного біосинтетичного шляху (рис. 20.3).

Pис. 20.3. Репресія синтезу ферментів кінцевим продуктом (схематичне зображення)

У розгалужених шляхах біосинтезу регуляція є більш складною. Прикладами можуть бути системи синтезу амінокислот («родина ароматичних амінокислот», «родина аспарагінової кислоти») (див. рис. 13.2). Ферменти, які містяться перед розгалуженням, піддані репресії всіма кінцевими продуктами, що діють одночасно (мультивалентна репресія). Синтез цих ферментів пригнічується тільки тоді, коли в середовищі присутні всі кінцеві продукти; якщо ж добавляти їх окремо, ніякого ефекту не спостерігається.

Катаболітна репресія. У той час, як репресія кінцевим продуктом діє на шляхах біосинтезу, за допомогою катаболітної репресії регулюються катаболітні реакції. Якщо у поживному середовищі містяться два різних субстрати, то, як правило, бактерії віддають перевагу тому субстрату, який забезпечує більш швидкий ріст. Цей субстрат спричиняє репресію синтезу тих ферментів, які необхідні для використання другого субстрату. Катаболітна репресія є основою явища диауксії (послідовного використання декількох субстратів) (див. рис. 6.8). Явище диауксії було виявлено у 1942 р. французьким ученим Ж. Моно. Він встановив, що культура Bacillus subtilis, яка росте на середовищі з глюкозою та арабінозою, спочатку використовує тільки глюкозу, а потім, після вичерпання глюкози, починається асиміляція арабінози. Це явище Б. Магасанік назвав «квтаболітною репресією".