vestnik-bio-msuВестник Московского университета. Серия 16. БиологияVestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 16. Biologiya0137-0952Lomonosov Moscow State University, School of Biology10.1234/XXXX-XXXX-2015-1-14-18vestnik-bio-msu-110Research ArticleБиохимияBiochemistryОСОБЕННОСТИ РЕГУЛЯЦИИ АКТИВНОСТИ ГЛЮКОКИНАЗЫ ПЕЧЕНИ КРЫСЫCHARACTERISTICS OF REGULATION OF THE ACTIVITY OF GLUCOKINASE FROM RAT LIVERХуЛ. Я.KhuL. Ya.

магистрант кафедры биохимии биологического факультета МГУ. Тел.: 8-495-939-29-25

ГончароваН. Ю.GoncharovaN. Yu.

канд. биол. наук, доцент кафедры биохимии биологического факультета МГУ. Тел.: 8-495-939-29-25

nyugoncharova@mail.ruРубцовА. М.RubtsovA. M.

докт. биол. наук, проф. кафедры биохимии биологического факультета МГУ. Тел.: 8-495-939-44-34

am_rubtsov@mail.ru201501062015011418Copyright © Ху Л.Я., Гончарова Н.Ю., Рубцов А.М., 20152015Ху Л.Я., Гончарова Н.Ю., Рубцов А.М.Khu L.Y., Goncharova N.Y., Rubtsov A.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik-bio-msu.elpub.ru/jour/article/view/110

Предложен простой метод выделения глюкокиназы из растворимой фракции печени крысы, позволяющий получать препарат с высокой удельной активностью с сохранением нативных кинетических свойств фермента, практически лишенный примеси других молекулярных форм гексокиназы. График зависимости скорости реакции от концентрации глюкозы имеет выраженный сигмоидальный характер: при 25°С и 2°С коэффициенты Хилла во всем диапазоне концентраций субстрата равны 1,76 и 1,35; значения S0,5 для глюкозы составляют 6,90 мМ и 20 мМ соответственно. Обсуждается роль кинетического механизма реакции в регуляции активности глюкокиназы в печени.

A simple method for purification of glucokinase from soluble fraction of rat liver has been developed which allows to obtain enzyme preparation with high specific activity and native cooperative characteristics practically lacking of contamination of other molecular forms of hexokinase. The dependence of enzyme activity upon glucose concentration shows pronounced sigmoid behavior: at 25°С and 2°С the Hillґs coefficients on whole range of substrate concentration are equal to 1,76 and 1,35, and S0,5 values for glucose are equal 6,9 mM and 20 mM, respectively. The role of kinetic mechanism of the reaction in the regulation of glucokinase activity in liver is discussed.

глюкокиназагексокиназакооперативные свойства.glucokinasehexokinasecooperative propertiesReferencesMassa M.L., Gagliardino J.J., Francini F. Liver glucokinase: An overview on the regulatory mechanisms of its activity // IUBMB Life. 2011. Vol. 63. N 1. P. 1—6.Massa M.L., Gagliardino J.J., Francini F. Liver glucokinase: An overview on the regulatory mechanisms of its activity // IUBMB Life. 2011. Vol. 63. N 1. P. 1—6.Postic C., Shiota M., Magnuson M.A. Cell-specific roles of glucokinase in glucose homeostasis // Recent Prog. Horm. Res. 2001. Vol. 56. P. 195—217.Postic C., Shiota M., Magnuson M.A. Cell-specific roles of glucokinase in glucose homeostasis // Recent Prog. Horm. Res. 2001. Vol. 56. P. 195—217.Nordlie R.C., Foster J.D., Lange A.J. Regulation of glucose production by the liver // Annu. Rev. Nutr. 1999. Vol. 19. P. 379—406.Nordlie R.C., Foster J.D., Lange A.J. Regulation of glucose production by the liver // Annu. Rev. Nutr. 1999. Vol. 19. P. 379—406.Аврамова Л.В. Влияние участников гексокиназной реакции на взаимодействие гексокиназы с митохондриями: Дис. ... канд. биол. наук. М., 1994. 149 с.Аврамова Л.В. Влияние участников гексокиназной реакции на взаимодействие гексокиназы с митохондриями: Дис. ... канд. биол. наук. М., 1994. 149 с.Seoane J., Gomez-Foix A.M., O’Doherty R.M., GomezAra K., Newgard C.B., Guinovart L.L. Glucose 6-phosphate produced by glucokinase, but not hexokinase I, promotes the activation of hepatic glycogen synthase // J. Biol. Chem. 1996. Vol. 271. N 39. P. 23756—23760.Seoane J., Gomez-Foix A.M., O’Doherty R.M., GomezAra K., Newgard C.B., Guinovart L.L. Glucose 6-phosphate produced by glucokinase, but not hexokinase I, promotes the activation of hepatic glycogen synthase // J. Biol. Chem. 1996. Vol. 271. N 39. P. 23756—23760.Cardenas M.L. Glucokinase: its regulation and role in liver metabolism. Austin: Landes Company, 1995. 210 р.Cardenas M.L. Glucokinase: its regulation and role in liver metabolism. Austin: Landes Company, 1995. 210 р.Cardenas M.L. Comparative biochemistry of glucokinase // Basics to novel therapeutics / Eds. F.M. Matschinsky, M.A. Magnuson. Basle: Karger, 2004. P. 31—41.Cardenas M.L. Comparative biochemistry of glucokinase // Basics to novel therapeutics / Eds. F.M. Matschinsky, M.A. Magnuson. Basle: Karger, 2004. P. 31—41.Hёrndahl L., Schmoll D., Herling A.W., Agius L. The role of glucose 6-phosphate in mediating the effects of glucokinase overexpression on hepatic glucose metabolism // FEBS J. 2006. Vol. 273. N 2. P. 336—346.Hёrndahl L., Schmoll D., Herling A.W., Agius L. The role of glucose 6-phosphate in mediating the effects of glucokinase overexpression on hepatic glucose metabolism // FEBS J. 2006. Vol. 273. N 2. P. 336—346.Storer A.C., Cornish-Bowden A. Kinetics of rat liver glucokinase. Co-operative interactions with glucose at physiologically significant concentrations // Biochem. J. 1976. Vol. 159. N 1. P. 7—14.Storer A.C., Cornish-Bowden A. Kinetics of rat liver glucokinase. Co-operative interactions with glucose at physiologically significant concentrations // Biochem. J. 1976. Vol. 159. N 1. P. 7—14.Moore M.C., Coate K.C., Winnick J.J., An Z., Cherrington A.D. Regulation of hepatic glucose uptake and storage in vivo // Adv. Nutr. 2012. Vol. 3. N 3. P. 286—294.Moore M.C., Coate K.C., Winnick J.J., An Z., Cherrington A.D. Regulation of hepatic glucose uptake and storage in vivo // Adv. Nutr. 2012. Vol. 3. N 3. P. 286—294.Larion M., Miller B.G. Homotropic allosteric regulation in monomeric mammalian glucokinase // Arch. Biochem. Biophys. 2012. Vol. 519. N 2. P. 103—111.Larion M., Miller B.G. Homotropic allosteric regulation in monomeric mammalian glucokinase // Arch. Biochem. Biophys. 2012. Vol. 519. N 2. P. 103—111.Heredia V.V., Thomson J., Nettleton D., San S. Glucose-induced conformational changes in glucokinase mediate allosteric regulation: transient kinetic analysis // Biochemistry. 2006. Vol. 45. N 24. P. 7553—7568.Heredia V.V., Thomson J., Nettleton D., San S. Glucose-induced conformational changes in glucokinase mediate allosteric regulation: transient kinetic analysis // Biochemistry. 2006. Vol. 45. N 24. P. 7553—7568.Гончарова Н.Ю. Особенности кинетического поведения глюкокиназы в регуляции активности фермента в печени крысы // Мат-лы съезда Биохимического общества Российской академии наук. Москва 19—23 мая 1997. Тезисы стендовых сообщений. Часть I. Пущино, 1997. C. 183.Гончарова Н.Ю. Особенности кинетического поведения глюкокиназы в регуляции активности фермента в печени крысы // Мат-лы съезда Биохимического общества Российской академии наук. Москва 19—23 мая 1997. Тезисы стендовых сообщений. Часть I. Пущино, 1997. C. 183.Schimke R.T., Grossbard L. Studies on isozymes of hexokinase in animal tissues // Ann. N.Y.: Acad. Sci. 1968. Vol. 151. N 1. P. 332—350.Schimke R.T., Grossbard L. Studies on isozymes of hexokinase in animal tissues // Ann. N.Y.: Acad. Sci. 1968. Vol. 151. N 1. P. 332—350.Cardenas M.L., Rabajille E., Niemeyer H. Maintenance of the monomeric structure of glucokinase under reacting conditions // Arch. Biochem. Biophys. 1978. Vol. 190. N 1. P. 142—148.Cardenas M.L., Rabajille E., Niemeyer H. Maintenance of the monomeric structure of glucokinase under reacting conditions // Arch. Biochem. Biophys. 1978. Vol. 190. N 1. P. 142—148.Lin S.X., Neet K.E. Demonstration of a slow conformational change in liver glucokinase by fluorescence spectroscopy // J. Biol. Chem. 1990. Vol. 265. N 17. P. 9670—9675.Lin S.X., Neet K.E. Demonstration of a slow conformational change in liver glucokinase by fluorescence spectroscopy // J. Biol. Chem. 1990. Vol. 265. N 17. P. 9670—9675.Salas J., Salas M., Vinuela E., Sols A. Glucokinase of rabbit liver // J. Biol. Chem. 1965. Vol. 240. P. 1014—1018.Salas J., Salas M., Vinuela E., Sols A. Glucokinase of rabbit liver // J. Biol. Chem. 1965. Vol. 240. P. 1014—1018.Holroyde M.L., Allen M.B., Storer A.C., Warsy A.S., Chesher J.M., Traver I.P., Cornish-Bowden A., Walker D.G. The purification in high yield and characterization of rat hepatic glucokinase // Biochem. J. 1976. Vol. 153. N 2. P. 363—373.Holroyde M.L., Allen M.B., Storer A.C., Warsy A.S., Chesher J.M., Traver I.P., Cornish-Bowden A., Walker D.G. The purification in high yield and characterization of rat hepatic glucokinase // Biochem. J. 1976. Vol. 153. N 2. P. 363—373.Davidson A.L., Arion W.J. Factors underlying significant underestimations of glucokinase activity in crude liver extracts: physiological implications of higher cellular activity // Arch. Biochem. Biophys. 1987. Vol. 253. N 1. P. 156—167.Davidson A.L., Arion W.J. Factors underlying significant underestimations of glucokinase activity in crude liver extracts: physiological implications of higher cellular activity // Arch. Biochem. Biophys. 1987. Vol. 253. N 1. P. 156—167.Reyes A., Cardenas M.L. All hexokinase isoenzymes coexist in rat hepatocytes // Biochem. J. 1984. Vol. 221. N 2. P. 303—309.Reyes A., Cardenas M.L. All hexokinase isoenzymes coexist in rat hepatocytes // Biochem. J. 1984. Vol. 221. N 2. P. 303—309.Andreone T.L., Printz R.L., Pilkis S.L., Magnuson M.A., Granner D.K. The amino acid sequence of rat liver glucokinase deduced from cloned cDNA // J. Biol. Chem. 1989. Vol. 264. N 1. P. 363—369.Andreone T.L., Printz R.L., Pilkis S.L., Magnuson M.A., Granner D.K. The amino acid sequence of rat liver glucokinase deduced from cloned cDNA // J. Biol. Chem. 1989. Vol. 264. N 1. P. 363—369.Курганов Б.И. Аллостерические ферменты. М.: Наука, 1978. 248 с.Курганов Б.И. Аллостерические ферменты. М.: Наука, 1978. 248 с.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.