Регуляция активности ферментов ковалентной модификацией их структуры

Регуляция активности ферментов ковалентной модификацией - это изменение активности за счет изменения конформации фермента в результате отщепления фрагмента его молекулы, а также ковалентного присоединения или отщепления определенных групп. Ковалентная модификация может быть обратимой и необратимой.

Необратимая ковалентная модификация наблюдается в тех случаях, когда происходит активация каталитически неактивного предшественника фермента. Некоторые ферменты синтезируются в клетках одной ткани или органа, а проявляют активность в другом. Для того, чтобы исключить повреждающее действие фермента на клетки, он синтезируется в виде профермента. Например, протеиназы ЖКТ, ферменты системы свертывания крови.

Обратимая ковалентная модификация может осуществляться путем ковалентного присоединения фосфатной группы

(преобладает у млекопитающих) или нуклеотида (преобладает у бактерий). Ферменты, подверженные ковалентной модификации, называют обратимой модифицируемыми ферментами. Обратимо модифицируемые ферменты могут находиться в двух состояниях, одно из которых характеризуется высокой, а другое - низкой каталитической активностью. В зависимости от конкретной ситуации более активным фермент может быть в фосфорилированной, либо в дефосфорилированной форме. Обычно фосфорилируется специфический остаток серина и образуется остаток О-фосфосерина. Хотя обратимо модифицируемый фермент может содержать много остатков серина, фосфорилирование происходит в высшей степени избирательно и затрагивает лишь небольшое число остатков. Фосфорилирование и дефосфорилирование катализируется соответственно протеинкиназами и протеинфосфатазами, которые в некоторых случаях сами являются обратимо модифицируемыми ферментами.