Молекулярные механизмы внутриклеточной передачи гормональных сигналов. Цитозольный механизм действия липофильных гормонов.
По своей химической природе рецепторы почти всех биологически активных веществ оказались гликопротеинами, причем «узнающий» домен (участок) рецептора направлен в сторону межклеточного пространства, в то время как участок, ответственный за сопряжение рецептора с эффекторной системой (с ферментом, в частности), находится внутри (в толще) плазматической мембраны. Общим свойством всех рецепторов является их высокая специфичность по отношению к одному определенному гормону (с константой сродства от 0,1 до 10 нМ). Известно также, что сопряжение рецептора с эффекторными системами осуществляется через так называемый G-белок, функция которого заключается в обеспечении многократного проведения гормонального сигнала на уровне плазматической мембраны. G-белок в активированной форме стимулирует через аденилатциклазу синтез циклического АМФ, который запускает каскадный механизм активирования внутриклеточных белков.
Общим фундаментальным механизмом, посредством которого реализуются биологические эффекты «вторичных» мессенджеров внутри клетки, является процесс фосфорилирования – дефосфорилирования белков при участии широкого разнообразия протеинкиназ, катализирующих транспорт концевой группы от АТФ на ОН-группы серина и треонина, а в ряде случаев – тирозина белков-мишеней. Процесс фосфорилирования представляет собой важнейшую посттрансляционную химическую модификацию белковых молекул, коренным образом изменяющую как их структуру, так и функции. В частности, он вызывает изменение структурных свойств (ассоциацию или диссоциацию составляющих субъединиц), активирование или ингибирование их каталитических свойств, в конечном итоге определяя скорость химических реакций и в целом функциональную активность клеток.
|
|
|
Аденилатциклазная мессенджерная система. Наиболее изученным является аденилатциклазный путь передачи гормонального сигнала. В нем задействовано минимум пять хорошо изученных белков:
1) рецептор гормона;
2) фермент аденилатциклаза, выполняющая функцию синтеза цАМФ;
3) G-белок, осуществляющий связь между аденилатциклазой и рецептором;
4) цАМФ-зависимая протеинкиназа, катализирующая фосфорилир-ование внутриклеточных ферментов или белков-мишеней, соответственно изменяя их активность;
5) фосфодиэстераза, которая вызывает распад цАМФ и тем самым прекращает (обрывает) действие сигнала.
Аденилатциклаза представляет собой интегральный белок плазматических мембран, его активный центр ориентирован в сторону цитоплазмы и катализирует реакцию синтеза цАМФ из АТФ.
Протеинкиназа – это внутриклеточный фермент, через который цАМФ реализует свой эффект.
|
|
|
Следует отметить, что в клетках открыт большой класс цАМФ-зависи-мых протеинкиназ, названных протеинкиназами А; они катализируют перенос фосфатной группы на ОН-группы серина и треонина (так называемые серин-треонинкиназы). Другой класс протеинкиназ действует только на ОН-группу тирозина. Однако во всех случаях добавление фосфатной группы вызывает изменение активности белков или кинетические свойства.
Гормон соматостатин, соединяясь со своим специфическим рецептором – ингибиторным G-белком, ингибирует аденилатциклазу и синтез цАМФ, т.е. вызывает эффект, прямо противоположный вызываемому адреналином и глюкагоном.
Механизм действия гормонов цитозольной (цитоплазматической) рецепции.Липофильные гормоны диффундируют через плазматическую мембрану и взаимодействуют со специфическими рецепторами внутри клетки, имеющими сродство к данному гормону (Н). Эти рецепторы (R) находятся или в цитоплазме или в ядре клетки, где соответственно и образуется гормон-рецепторный комплекс (НR). Если он сформирован в цитоплазме, то поступает в ядро и связывается с ДНК, регулируя процесс транскрипции, т.е. синтеза матричной РНК (м-РНК). Аналогично действует гормон-рецепторный комплекс, сформированный непосредственно в ядре. Вновь образованная м-РНК поступает из ядра в цитоплазму, где запускает процесс трансляции, т.е. синтез новых белков-ферментов (рис. 10). Помимо влияния на синтез белков-ферментов гормоны цитозольной рецепции повышают проницаемость клеточных мембран для субстратов. Таким образом, в результате действия гормонов цитозольной рецепции в клетке увеличивается количество ферментов и субстратов, что приводит к определенным биологическим эффектам.
Дата добавления: 2019-11-16; просмотров: 2322; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!