L. Isoleucine
b. Có chất đồng kìm hêm (corepressor)
Hình 8.5: Cơ chế kìm hêm sinh tổng hợp enzyme bởi sản phẩm cuối cùng. (ghi chú như hình 8.4) P o S1 S2 S3 DNA AP E1 E2 E3 A B C D mRNA Chất đồng kìm hêm R mRNA repressor, R' P o S1 S2 S3 DNA AP R mRNA repressor, R' Chất đồng kìm hêm
Khi nồng độ sản phẩm giảm xuống thấp, chất kìm hêm trở nín mất hoạt tính vă tâch ra khỏi gen tâc động, lăm cho sự truyền đạt những thông tin cấu trúc trở lại hoạt động bình thường, vă như vậy sự tổng hợp enzyme được giải kìm hêm.
Người ta gọi điều hòa sinh tổng hợp enzyme theo kiểu cảm ứng vă kìm hêm ở trín thuộc loại điều hòa đm tính.
Nhiều dẫn liệu thực nghiệm cho thấy câc gen bảo đảm sinh tổng hợp một số enzyme cảm ứng xúc tâc cho quâ trình phđn giải không chỉ chịu sự kiểm tra theo cơ chế cảm ứng mă còn chịu sự kiểm tra theo cơ chế khâc nhờ tâc dụng của AMP vòng (AMPv, cycle-AMP, c-AMP), gọi lă kìm "hêm phđn giải" (catabolic repression) AMPv có tâc dụng kích thích quâ trình sao chĩp mê của câc operon phđn giải. Hiện tượng năy đê được nghiín cứu nhiều đối với operon lactose. Theo nhiều tâc giả, tâc dụng kích thích của AMPv đối với quâ trình sao chĩp mê được thực hiện nhờ một protein đặc biệt lăm trung gian gọi lă protein nhận AMPv hay còn gọi lă protein hoạt hóa gen phđn giải (catabolite gene activator protein CAP). Khi AMPv kết hợp với CAP tạo thănh phức hợp có tâc dụng hoạt hóa promotor lăm cho RNA-polymerase dễ dăng kết hợp với nó để bắt đầu quâ trình sao chĩp mê, như vậy AMPv có tâc dụng lăm tăng cường quâ trình sao chĩp.
Kiểu điều hòa operon phđn giải theo cơ chế năy cũng được gọi lă kiểu điều hòa dương tính. Như vậy, operon lactose chịu sự điều hòa di truyền kĩp: điều hòa đm tính thực hiện nhờ chất cảm ứng thông qua repressor (tính chất đm thể hiện ở chỗ sự điều hòa xảy ra khi không có chất cảm ứng, repressor kết hợp với operator ngăn cản quâ trình sao chĩp); điều hòa dương tính thực hiện bằng con đường điều hòa xâc định sự tổng hợp CAP cần thiết để đảm bảo quâ trình sao chĩp.
Trong sự điều hòa đm tính, một chất ức chế kiín kết với phđn tử DNA phải bị loại ra trước khi phiín mê có thể xảy ra. Trong điều hòa dương tính, một phđn tử chất tâc động phải liín kết với DNA. Một hệ thống cũng có thể được điều hòa bằng cả hai câch dương tính vă đm tính, trong trường hợp đó, hệ thống lă "mở" khi chất điều hòa dương tính được gắn với DNA vă chất điều hòa đm tính không được liín kết với DNA.
Trong hệ thống điều hòa đm tính, một chất ức chế có mặt trong tế băo vă cản trở sự phiín mê. Một chất đối lập với chất ức chế phiín mê gọi lă chất cảm ứng cho phĩp mở đầu sự phiín mê. Trong hệ thống điều hòa dương tính, một phđn tử chất tâc động (có thể lă protein, phđn tử nhỏ hay phức hợp phđn tử) hoạt hóa một điểm mở đầu. Sự điều hòa dương tính vă
đm tính khong loại trừ lẫn nhau, vì thế ở một hệ thống, cả cơ chế điều hòa dương tính vă đm tính đều được sử dụng; hai loại chất điều hòa đâp ứng được những điều kiện khâc nhau có trong tế băo. Sự điều hòa dương tính vă đm tính được âp dụng cho hệ thống phđn giải vă cho cả chu trình tổng hợp.
Trín đđy lă cơ chế điều chỉnh ở những tế băo vi khuẩn: ở những cơ thể bậc cao, cơ chế có những điểm khâc vă có phần phức tạp hơn. Một số công trình thực nghiệm đê chỉ rõ ra rằng, ở những tế băo của cơ thể bậc cao, những protein kết hợp với DNA trong nhiễm sắc thể có vai trò trong sự điều chỉnh năy. Trín thực tế trong phòng thí nghiệm người ta thấy histon đóng vai trò chất ức chế trong việc sao chĩp thông tin di truyền. Có thể loại trừ sự ức chế năy bằng câch phosphoryl hóa câc histon dưới tâc dụng của hai loại protein-kinase, một loại được điều chỉnh vă một loại không được điều chỉnh bởi AMP vòng. Người ta cũng đê kể đến vai trò của câc protein acid của chromatin, câc chất năy hoạt hóa sự sao chĩp. Câc hormon steroid cũng có vai trò điều hòa trín hệ gen, ví dụ cortison lăm tăng cường tổng hợp một số enzyme bằng câch tăng sự tổng hợp những mRNA tương ứng.
Sự điều chỉnh cũng xảy ra trong quâ trình dịch mê. Sự điều chỉnh năy tâc động đến những biến đổi trín mRNA (như cộng thím poly A, loại bỏ những mảnh không mang mê di truyền) vă đến sự kết hợp mRNA trín ribosom cũng như những giai đoạn khâc nhau của sự dịch mê di truyền từ mRNA sang câc phđn tử enzyme.
Cớ chế phđn tử của câc tâc dụng điều hòa kể trín căng ngăy căng được bổ sung chi tiết hơn. Ta có thể rút ra kết luận lă: trong tế băo có những cơ chế điều chỉnh rất phức tạp vă rất có hiệu quả, đảm bảo cho sự liín hệ thông tin chặt chẽ giữa bộ mây di truyền của tế băo vă câc quâ trình chuyển hóa vật chất trong tế băo. Nhờ câc cơ chế năy mă nồng độ nội băo của câc phđn tử nhỏ có thể kiểm tra sự tổng hợp câc phđn tử enzyme. Nói một câch khâc, câc phđn tử nhỏ năy (cơ chất vă chất chuyển hóa) có thể điều khiển cả số lượng vă chất lượng của câc hệ thống enzyme trong tế băo vă do đó điều khiển cả đặc tính của những biến đổi chuyển hóa riíng của chúng.
TĂI LIỆU THAM KHẢO
Tăi liệu tiếng Việt
1. Nguyễn Hữu Chấn, 1983. Enzyme vă xúc tâc Sinh học. Nxb Y học, Hă Nội. 2. Phạm Thị Trđn Chđu, Trần Thị Âng, 2000. Hóa sinh học. Nxb Giâo dục, Hă Nội. 3. Đỗ Ngọc Liín, Phạm Thị Trđn Chđu, 1972. Enzyme I, II. Đại học Tổng hợp, Hă Nội.
4. Nguyễn Tiến Thắng, Nguyễn Đình Huyín, 1998. Giâo trình sinh hóa hiện đại. Nxb Giâo dục, Hă Nội.
5. Nguyễn Xuđn Thắng, Đăo Kim Chi, Phạm Quang Tùng, Nguyễn Văn Đồng, 2004. Hóa sinh học. Nxb Y học, Hă Nội.
6. Lí Ngọc Tú, La Văn Chứ, Phạm Trđn Chđu, Nguyễn Lđn Dũng, 1982. Enzyme vi sinh vật. Nxb KH&KT, Hă Nội.
7. Lí Ngọc Tú (chủ biín), Lí Văn Chứ, Đặng Thị Thu, Phạm Quốc Thăng Nguyễn Thị Thịnh, Bùi Đức Hợi, Lưu Duẫn, Lí Doên Diín, 2000. Hóa sinh Công nghiệp, Nxb KH&KT, Hă Nội.
Tăi liệu tiếng nước ngoăi
1. Bermeyer H. U, Bermeyer J. and Grasel M. (editors). 1983. Methods of enzymatic analysis. Vol II. Verlag chemie Weinheim.
2. Lehringer A. L., 2004. Principle of Biochemistry, 4th Edition. W.H Freeman, 2004.
3. Pelmont J., 1993. Enzymes. Presses universitaires de grenobe.
4. Stryer L., 1981. Biochemistry. W.H.Freeman and company. San Francisco.