Синтез и механизм действия внутриклеточных гормонов

1.Циклические нуклеотиды

а) ц-3′,5′ АМФ

Мембрану клетки пронизывает сложная белковая система – аденилатциклаза, включающая три субъединицы: рецепторную (R), G-белок (G), каталитическую (С). (Рис. 1).

Рис.1. Схема работы аденилатциклазы в клеточной мембране.

Если гормон (Н) комплементарен рецептору (R), то они комплексируются вследствие образования между ними слабых связей; при этом несколько меняется структура R-субъединицы, что передаётся G-белку, который активируется и вызывает изменения в балансе системы ГДФ ГТФ. Последнее стимулирует работу С-субъединицы. Этот катализатор обусловливает циклизацию АТФ: АТФц-3′,5′ АМФ.

ФФ

Получившееся соединение служит активатором протеинкиназы А:

цАМФ

Белок + АТФ Белок ~ Ф + АДФ

Протеинкиназа А

Фосфорилирование протеина меняет его способность выполнять функции. Если фосфат присоединяется к ферменту, то варьирует его активность (например, фосфорилирование фосфорилазы гликогена стимулирует гликогенолиз, а подобная модификация гликогенсинтазы угнетает образование данного полисахарида). Когда фосфат включается в белки мембран, то меняется их заряд и упаковка, что сказывается на проницаемости, текучести и других свойствах данных органоидов. Фосфорилирование ядерных протеинов изменяет скорость экспрессии генов, различные геномные процессы.

цАМФ – служит вторичным посредником для адреналина, глюкагона, кальцитонина, АКТГ, ТТГ и других гормонов.

Гашение данного сигнала обеспечивается фосфодиэстеразой (ФДЭ):

цАМФ + Н₂О 5′-АМФ

ФДЭ

б) ц-3′,5′ ГМФ

Механизм работы данного циклического нуклеотида аналогичен. Отличается тем, что в гуанилатциклазе отсутствует G-белок и образующийся цГМФ активирует иной вид ферментов (протеинкиназы G), изменяя функции других протеинов, в первую очередь, отвечающих за работу ионных каналов. Через гуанилатциклазную систему действуют натрийуретический предсердный пептид, монооксид азота, монооксид углерода.

2. Активация протеинкиназ без предварительного образования вторичного посредника.

Локализующаяся в мембране клетки тирозинкиназа после комплексирования своей рецепторной субъединицы с гормоном активируется; при этом преобразуется её каталитическое звено, начинается фосфорилирование тирозина, содержащегося в близлежаших протеинах, что сказывается на выполнении ими своих функций. Примером гормонов, действующих на тирозинкиназу, могут служить инсулин, цитокины.

3,4. Последствия активации фосфолипазы С.

Этот фермент, расположенный в мембранах, после своей активации гормонами (АДГ, окситоцином) катализирует частичный гидролиз инозитолфосфатидов с последующим фосфорилированием продуктов:

Фосфолипаза С

Инозитолфосфатиды ДАГ + И3Ф

АТФ Фосфокиназы

Диацилглицеролы (ДАГ), оставаясь в плазмолемме, служат активаторами протеинкиназ С, фосфорилирующих специфические белки с последующими изменениями их функций. Инозитолтрифосфаты (И3Ф) обладают сильным отрицательным зарядом и притягивают в клетку ионы Са⁺⁺, которые, связываясь с различными полипептидами, активно влияют на их деятельность (изменяя активность ферментов, свойства протеинов мембран, поведенческую память, обучение и др.).