Обобщение по лиганд-рецепторным взаимодействиям

Рецептор-лиганд взаимодействие — это процесс связывания сенсорными поверхностными молекулами (рецепторами) комплементарных им молекул эндо- и экзогенного происхождения (лигандов или агонистов). При их взаимодействии с помощью слабых нековалентных связей (электростатических, водородных, гидрофобных) образуются комплексы рецептор-лиганд. Скорость этого процесса пропорциональна концентрации свободных рецепторов и молекул лиганда, а скорость распада — их собственной концентрации (характеризуется определенной константой диссоциации). Существуют такие комплексы очень непродолжительное время — от нескольких секунд до минуты.

Если лиганд является гидрофильным веществом – рецепторы к нему расположены на поверхности мембраны, если лиганд является гидрофобным веществом, то рецепторы расположены внутри клетки. На один рецептор может быть несколько лигандов, например, рецептор к γ-аминомасляной кислоте в нейронах головного мозга может связаться с лигандами: бензодиазепины, барбитураты, этанол, фуросемид и другие. Вместе с тем один и тот же лиганд может связываться с разными рецепторами, например, норадреналин может связываться с α-адренорецепторами или β-адренорецепторами. Справедливости ради нужно сказать, что эти рецепторы еще подразделяются на α1, α2,β1, β2 и β3, и все они связываются с один лигандом – норадреналином. Место на рецепторе, с которым связывается лиганд, называется сайт. Соединение рецептора и лиганда, ОБЯЗАТЕЛЬНО вызывает изменение конформации (формы) рецептора, что приводит к возможности передачи информации принесенной лигандом. В дальнейшем изменение конформации рецептора может приводить к изменению активности других белков клетки, что найдет отражение в изменении активности клетки в целом.

Активный транспорт

Первично-активный транспорт

Транспорт веществ из среды с низкой кон­центрацией в среду с более высокой концентрацией не может быть объяснен движением по градиенту, т.е. диффузией. Этот процесс осуществляется за счет энергии гидролиза АТФ или энергии, обу­словленной градиентом концентрации каких-либо ионов, чаще все­го натрия. В случае, если источником энергии для активного транс­порта веществ является гидролиз АТФ, а не перемещение через мембрану каких-то других молекул или ионов, транспорт называ­ется  первично  активным.

Первично-активный перенос осуществляется транспортными АТФа-зами, которые получили название ионных насосов. В клетках животных наиболее распространена Na⁺ ,K⁺ — АТФаза (натриевый насос), пред­ставляющая собой интегральный белок плазматической мембраны и Са²⁺ — АТФазы, содержащиеся в плазматической мембране сарко-(эндо)-плазматического ретикулума. Все три белка обладают общим свойством — способностью фосфорилироваться и образовывать про­межуточную фосфорилированную форму фермента. В фосфорилиро-ванном состоянии фермент может находиться в двух конформациях, которые принято обозначать Е₁ и Е₂. Конформация фермента — это способ пространственной ориентации (укладки) полипептидной цепи его молекулы. Две указанные конформации фермента характеризуются различным сродством к переносимым ионам, т.е. различной способ­ностью связывать транспортируемые  ионы.

Na⁺/K⁺- АТФаза обеспечивает сопряженный активный транспорт Na⁺ из клетки и К⁺в цитоплазму. В молекуле Na⁺/K⁺- АТФазы имеется особая область (участок), в которой происходит связывание ионов Na и   К.   При  конформации  фермента   E₁  эта  область   обращена   внутрь плазматического ретикулума. Для осуществления этой стадии пре­вращения Са²⁺-АТФазы необходимо присутствие в саркоплазматическом ретикулуме ионов магния. В последующем цикл работы фермента  повторяется.