Воздействие положительного модификатора, который является веществом, стимулирующим, или активирующим, действие регуляторного фермента, представляется совершенно противоположным. В этом случае наблюдается дальнейшее усиление кооперативного взаимодействия между субъединицами путем связывания модификатора с аллостерическим центром. В присутствии постоянной концентрации положительного модификатора S-образная кривая зависимости v от [S] сдвинута влево; степень этого сдвига зависит от количества добавленного положительного модификатора, и в присутствии достаточно большого количества такого модификатора кривая приближается по форме к типичной гиперболе.

Значение аллостерического модифицирования регуляторных ферментов явствует из рассмотрения механизмов приспособления обмена веществ в организме к изменениям условий питания и физиологической активности. Регуляторные ферменты обычно занимают ключевое положение на путях обмена веществ, благодаря чему положительные и отрицательные модификаторы способны включать и выключать целые цепи реакций метаболизма.

Соединения, действующие как отрицательные модификаторы этих ключевых ферментов, обычно являются конечными продуктами всей цепи реакций в целом. Таким образом, если регуляторные ферменты катализируют первые звенья в цепи реакций, существует возможность предотвратить расточительное использование субстратов, вовлекаемых в реакции, составляющие данную цепь.

Систему регуляции этого типа, когда продукты цепи реакции обмена веществ тормозят реакции, составляющие первые звенья этой цепи, называют ингибированием конечным продуктом или, по аналогии с терминами, применяемыми в электронике, отрицательной обратной связью. Когда происходит накопление продуктов обмена веществ, возникает ситуация, описанная выше.

Противоположный эффект можно часто получить при воздействии субстрата или предшественника метаболической цепи, действующих в качестве положительных модификаторов тех же ключевых регуляторных ферментов, определяющих скорость процесса в целом. Такая система регуляции типа положительной прямой связи, которая противодействует торможению конечным продуктом, лежит в основе точно сбалансированного регуляторного механизма, обладающего свойством реагировать на изменение физиологических параметров весьма разнообразно: от «включения» («on») на полную мощность до «выключения» («off»), или полного прекращения действия.

Активация зимогенов

Другие пути модифицирования структуры фермента также обеспечивают управление ферментативным катализом по принципу включено — выключено. Многие ферменты, участвующие в переваривании пищи, образуются в клетках желез пищеварительного тракта в неактивной форме, в форме так называемых зимогенов. Последние активируются только после того, как попадают в желудочно-кишечный тракт; благодаря этому не происходит переваривания тех клеток, в которых образуются зимогены. В некоторых ферментных системах зимогены неактивны потому, что их каталитическое действие замаскировано присоединением дополнительного отрезка пептидной цепи, что препятствует доступу субстратов к активному центру фермента.

Удаление этой блокирующей группы ведет к необратимой активации зимогена; данная молекула фермента в таких системах не может быть возвращена из положения «включено» в положение «выключено».

- Вернуться в раздел "медицинская физиология"