Конститутивный и индуктивный синтез тирозиназы.

Тирозиназа не принадлежит к числу энзимов, совершенно необходимых для роста Neurospora, и ее синтез может осуществляться как конститутивно, так и индуктивно в зависимости от ряда обстоятельств. Если организм выращивать на среде с недостатком серы, то образование тирозиназы происходит конститутивно (Horowitz, Shen, 1952). При повышении концентрации серы в среде, синтез энзима снижается или прекращается и восстановить его можно только добавлением индукторов, могущих служить субстратами тирозиназы (Horowitz et at., 1960). Если же произвести пересев «индуцированной» культуры в свежую питательную среду без индуктора, то вырастающий в ней мицелий оказывается лишенным энзиматической активности. Для индуктивного эффекта необязательно, чтобы происходил рост микроорганизма в присутствии индуктора, совершенно такие же результаты получаются с «покоящимися» культурами, т. е. при суспендировании мицелия, выращенного на среде с большим количеством серы, в фосфатном буфере с индуктором.

Впервые явление индукции тирозиназы было обнаружено Вульфом (Wolf, 1952, цит. по Fox, Burnett, 1959), который заметил, что включение в минимальную среду для культивирования N. crassa DL-тирозина, DL-ДОФА и DL-феннлаланина приводило к заметному усилению синтеза тирозиназы. Однако полное и детальное изучение этого явления было выполнено Горовицем с соавторами (Horowitz et al., 1960, 1961а) на двух мутантах N. crassa (ty-1 и ty-2), не способных образовывать тирозиназу в условиях, оптимальных для образования энзима у дикого типа, другими словами, конститутивно, а также на исходном диком типе N. crassa с подавленным избытком серы синтезом энзима. Их опыты показали, что образование тирозиназы индуцируется тирозином, ДОФА, фенилаланином и триптофаном, из которых первые два являются субстратами энзима, а два последние — его конкурентными ингибиторами. Во всех случаях D-стериоизомеры оказались значительно более эффективными индукторами, чем L-изомеры, и их активность не объяснялась инверсией в L-формы. Причина этого эффекта не ясна: оба антипода тирозина и ДОФА окисляются энзимом, оба ан- типода фенилаланина и триптофана являются ингибиторами в разной степени. Очень сильными индукторами показали себя также пара-фторфенилаланин (D и L), L-этионин и 2,6-диаминопурин.

Все эффективные индукторы, включая ароматические D-аминокислоты, являлись ингибиторами роста, и наблюдалась отчетливая корреляция между эффектами индукции энзима и ингибирования роста микроорганизма. Из результатов этих исследований следует, что синтезу тирозиназы у Neurospora способствуют условия, явно ингибирующие общий белковый синтез. В пользу такого заключения свидетельствовали и ранее сделанные наблюдения других авторов, например, Гирша (Hirsch, 1954). Эти данные позволили высказать предположение о принципиальном отличии индукции тирозиназы у Neurospora от «классического» феномена индуктивного образования энзимов, обязательным условием которого является высокая специфичность химической структуры индуктора каждого отдельного энзима и его большая зависимость от реакций, связанных с белковым синтезом.