- •Рецепция и внутриклеточная сигнализация
- •1.Особенности структуры рецепторов нейромедиаторов.
- •2. Мембранные Рецепторы. Структура и трансмембранная сигнализация. Особенности рецепторов: понятие агонистов и антагонистов.
- •3.Внутриклеточные Рецепторы и регуляция транскрипции. Опишите механизм действия внутриклеточных рецепторов стероидных и тиреоидных гормонов. Основные домены внутриклеточных рецепторов и их функции.
- •4. Что такое вторичные посредники? Перечислите вторичные посредники, приведите примеры рецепторов, передающих внутриклеточный сигнал с их помощью. Сигнальные каскады.
- •5. Классификация мембранных рецепторов.
- •9.Опишите основные этапы процессов десенситизации и даун-регуляции рецепторов.
- •Опишите функции и механизм действия g-белков. Приведите примеры тримерных и малых g-белков. Какие факторы регулируют g-белки и как? Приведите примеры.
- •Адаптерные белки и в чем их отличие от каркасных белков. Механизм передачи сигнала. Каскадный принцип передачи рецепторного сигнала. Адаптерные белки обеспечивают специфичность.
- •12. Приведите примеры модульных доменов, служащих для адаптерных взаимодействий. Какие функции они выполняют? На каких белках встречаются?
- •Каковы функции сигнальных протеинкиназ? Их классификация по механизмам активации и по мишеням.
- •Как сигнальные протеинкиназы регулируются? Их модульные домены и адаптерные взаимодействия.
- •16. Опишите аденилатциклазную сигнальную систему клетки.
- •17. Какова роль фосфодиэстераз в регуляции гормонального сигнала? Как они регулируются?
- •18. Опишите сигнальные каскады, приводящие к синтезу цГмф. Роль гормонов и no в регуляции гуанилатциклазы.
- •Растворимая форма гуанилатциклазы состоит из 2 субъединиц, лиганд - no, который связываясь с входящим в состав рецепторного белка гемом, активирует гуанилат-циклазную активность.
- •19. Кальций-зависимый сигнальный каскад передачи внутриклеточного сигнала. Что такое кальций-индуцированный выход кальция, как он осуществляется и чем регулируется?
- •21. Опишите фосфоинозитид-зависимую сигнальную систему.
- •22.Через какие каналы кальций входит в цитоплазму из внеклеточной среды? Опишите группы каналов и их регуляцию.
- •23. Опишите сигнальные каскады, активируемые факторами роста и регулирующие пролиферацию клеток.
17. Какова роль фосфодиэстераз в регуляции гормонального сигнала? Как они регулируются?
ФДЭ – особые ферменты клетки, контролирующие уровень вторичных посредников (цАМФ и цГМФ) (глобально: от этого зависит уровень фосфорилирования/ дефосфорилирования, а значит, активности/неактивности остальных белков-участников сигнального каскада). Катализируют их гидролиз до 5'-нуклеотидмонофосфатов (АМФ и ГМФ) и различаются по сродству к цАМФ и цГМФ. Выделены и охарактеризованы растворимая кальмодулинзависимая фосфодиэстераза и мембраносвязанная изоформа, не регулируемая Са2+ и кальмодулином.
ФДЭ циклических нуклеотидов не обладают высокой специфичностью к цАМФ и цГМФ. Однако скорости гидролиза могут быть существенно разными. Есть фосфодиэстеразы более специфичные. Внутриклеточные активности зависят от соотношения концентраций этих нуклеотидов и действия регуляторов этих ферментов.
Большинство ФДЭ –растворимые ферменты. Содержание форм, связанных с внутриклеточными структурами, 5 - 40%. Константы Михаэлиса (Км) для цАМФ и цГМФ - 10-6-10-4 М. Обычно концентрация циклических нуклеотидов - 10-7-10-6 М, что существенно ниже значений Км. Если субстрат не компартментализован, то ФДЭ работают медленно, при повышении концентраций цАМФ или цГМФ гидролиз нуклеотидов заметно ускоряется.
Обратная ситуация характерна для циклаз. Константа Михаэлиса АЦ для АТФ составляет около 10-4 М, а концентрация АТФ в клетке крайне редко снижается меньше 2-3*10-3 М. Гуанилатциклаза также обычно не испытывает дефицита субстрата. При низкой "физиологической" концентрации цАМФ активности ФДЭ и неактивированной АЦ примерно равными - содержание цАМФ конст. При активации АЦ - скорость синтеза резко повышается. Повышение уровня цАМФ приводит к ускорению работы ФДЭ.
Активность ФДЭ: Одна из изоформ является Са2+-зависимой: она активируется связыванием Са2+-кальмодулина. Также во многих тканях цАМФ вызывает повышение концентрации Са2+ (цАМФ способствует неметаболической активации ФДЭ и возвращению уровня цАМФ к N).
Другая изоформа активируется циклическими нуклеотидами (под действием цГМФ ускоряется гидролиз цАМФ, а под действием цАМФ ускоряется гидролиз цГМФ: либо положительно кооперативным взаимодействием двух активных центров, либо существованием специальных регуляторных участков, связывание с которыми активирует фермент). При повышении уровня Са2 - возрастает активность гуанилатциклазы и цГМФ.
Регуляция активности ФДЭ: активация - поликатионы, лизоформы фосфолипидов, жирных кислот, ограниченный протеолиз.
В сетчатке глаза ФДЭ функционирует в комплексе с ГТФ-связывающим белком – трансдуцином. Трансдуцин участвует в трансдукции зрительных каналов, принадлежит к семейству s-с/ед G-белков (активирующие АЦ), он активирует ФДЭ цГМФ. При попадании кванта света на родопсин - ГДФ на ГТФ - ФДЭ активируется.
Каркасный белок mAKAP, специфичный для мышечных клеток (связывающий протеинкиназу А белок) координирует работу цАМФ-зависимого сигнального модуля, одновременно связывая PKA и ФДЭ PDE4D3. ФДЭ гидролизует цАМФ и ограничивает активацию РКА - регулируется уровень фосфорилирования белков, синхронизирующих деление клетки.
Под действием регуляторов может изменяться соотношение скоростей гидролиза цАМФ и цГМФ. Применение теофиллин, кофеин, теобромин, папаверин, НОШПА (дротаверин), трентал подавляет их гидролиз. Изменение концентрации одного может повлечь за собой изменение содержания и другого (взаимосвязь между гидролизом цАМФ и цГМФ, Са2+, регулирующие образование и распад циклических нуклеотидов). противоположное влияние на процесс- гашению регуляторного сигнала и возвращению системы в состояние покоя.