- •Биосинтез белка
- •Тема 21. Современные методы молекулярной биологии
- •Тема 22. Гормоны. Общий механизм действия гормонов
- •Механизм действия гормонов, взаимодействующих
- •Механизм действия гормонов, взаимодействующих с 1-тмс-рецепторами
- •Механизм действия гормонов, взаимодействующих с внутриклеточными рецепторами
- •Тема 23. Гормоны — производные белков, пептидов и аминокислот гормоны гипоталамуса
- •Гормоны гипоталамуса
- •Гормоны аденогипофиза Это гормоны белково-пептидной природы (табл. 23.2).
- •Гормоны аденогипофиза
- •Гормоны задней доли гипофиза
- •Гормоны поджелудочной железы
- •Выделяют две формы диабета:
- •1) Инсулин-зависимый сахарный диабет (диабет 1-го типа), развивается вследствие дефицита инсулина, вызываемого аутоиммунным разрушением β-клеток поджелудочной железы;
- •2) Инсулин-независимый сахарный диабет (диабет 2-го типа), характеризуется устойчивостью к инсулину и его сниженной секрецией. Он встречается чаще, развивается у пожилых лиц.
- •Тема 24. Стероидные гормоны
- •2. Окисление и изомеризация прегненолона в прогестерон. Прегненолон является предшественником всех стероидных гормонов.
- •Половые гормоны
- •Тема 25. Биохимия питания. Макро- и микроэлементы
- •Макроэлементы
- •Концентрация электролитов вне и внутри клетки существенно различается: натрий и кальций преобладают во внеклеточном пространстве, калий и магний — внутри клетки. Кальций
- •Кальцитонин
- •Паратирин (паратгормон)
- •Витамин д (кальциферол), антирахитический
- •Микроэлементы Железо
- •Тема 26. Биохимия питания. Витамины и другие незаменимые факторы питания. Синдром недостаточного питания
- •Витамины
- •Клинические формы недостаточности питания
- •Тема 27. Биохимия соединительных тканей и органов полости рта (костная и хрящевая ткани, зубы)
- •Неколлагеновые белки костной ткани и их роль в процессах минерализации
- •Химический состав тканей зуба и кости (весовые %)
- •Тема 28. Биохимия ротовой жидкости
- •Химический состав ротовой жидкости
- •Скорость саливации и характер секрета слюны из протоков слюнных желез
- •Функции ротовой жидкости
- •Белки ротовой жидкости и их роль
- •Ферменты ротовой жидкости и их роль
- •Поверхностные образования на эмали
- •Фтор (f) и его роль в организме
- •Виды фтор-профилактики
- •Тема 29. Биохимия печени
- •Функции печени
- •Тема 30. Биохимия мышечной ткани
- •Миофибриллярные (сократительные) белки
- •Молекулярный механизм мышечного сокращения
- •Источники энергии мышечного сокращения
- •Механизмы энергообеспечения мышечного сокращения
- •Литература
- •Оглавление
- •Биологическая химия
- •220030, Г. Минск, ул. Ленинградская, 6.
Механизм действия гормонов, взаимодействующих
с 7-ТМС-рецепторами
Первый этап действия гормона заключается во взаимодействии гормона с 7-ТМС-(R) (к ним относятся α- и β-адренергические рецепторы, рецепторы гистамина, серотонина, соматостатина, гликопротеиновых гормонов, глюкагона, паратирина, кальцитонина, гормонов гипоталамуса).
Второй участник передачи гормонального сигнала — G-белки. Обнаружены:
1) большие, состоящие из нескольких субъединиц G-белки (связаны с мембранами);
2) низкомолекулярные, состоящие из одной полипептидной цепи (цитозольные).
Все G-белки обладают ГТФазной активностью, и их конформация зависит от того, связаны ли они в данный момент с ГДФ или ГТФ. Мембранный G-белок состоит из 3 субъединиц: α, β и γ (рис. 22.1).
Внеактивном состоянии три субъединицы соединены вместе, и α-субъединица связана с ГДФ. После присоединения гормона к 7-ТМС-(R) и взаимодействия гормон-рецепторного комплекса с G-белком в последнем происходит замена ГДФ на ГТФ, вследствие чего G-белок диссоциирует с образованием свободной α-субъединицы и димера субъединиц β, γ. Затем α-субъединица перемещается по мембране и взаимодействует с мембраносвязанными ферментами (аденилатциклазой или фосфолипазой С), катализирующими образование низкомолекулярных вторичных посредников. Продолжительность эффекта G-белка определяется ГТФазной активностью его α-субъединицы: после гидролиза ГТФ до ГДФ действие субъединицы прекращается и G-белок возвращается в исходное тримерное состояние
Аденилатциклаза. Различные типы аденилатциклаз реагируют с α-субъединицами, выполняющими разные функции: если связывание осуществляется с αs-субъединицей G-белка, то фермент активируется, если с αI-cубъединицей, то ингибируется. Аденилатциклаза катализирует образование цАМФ из АТФ. Уровень цАМФ в клетках очень низок, но при активировании аденилатциклазы он может быстро и значительно увеличиваться. Однако это повышение кратковременно. Распад цАМФ катализируется цАМФ-фосфодиэстеразами (ФДЭ), гидролизующими фосфодиэфирную связь в молекуле цАМФ. ФДЭ — регулируемый фермент (его ингибирует кофеин, что приводит к повышению уровня цАМФ).
цАМФ является аллостерическим регуляторомпротеинкиназы А (существуют разные типы этих ферментов). Протеинкиназы — это гетеромеры, состоящие из двух каталитических и двух регуляторных субъединиц. Присоединение цАМФ к регуляторной субъединице высвобождает каталитические субъединицы. Последние переносят фосфорный остаток с АТФ на серин или треонин некоторых ферментов, которые при этом переходят в активное или неактивное состояние (это зависит от свойств данного фермента: так, фосфорилирование гликогенфосфорилазы активирует ее, а фосфорилирование глико-генсинтазы её угнетает). цАМФ регулирует также открытие цАМФ-зависимых ионных каналов. Повышение уровня цАМФ может приводить к активации транскрипции опре-деленных генов.
Ф
Рис.
22.2. Место
действия фосфолипазы С
на
фосфатидилинозитолдифосфат
ИТФ связывается с рецептором кальцисом (место аккумуляции Са2+), что приводит к открытию лиганд-зависимых кальциевых каналов кальцисом. В результате в цитозоле резко увеличивается концентрация Са2+. Высвободившийся Са2+ захватывается специальными кальций-связывающими белками, например, кальмодулином. Когда уровень внутриклеточного Са2+ повышается, кальций-кальмодулиновый комплекс присоединяется к различным белкам-мишеням, что сопровождается изменением их активности. Кальмодулин-зависимые протеинкиназы регулируют активность многих ферментов. Они также способны проникать в ядро клетки, где фосфорилируют белки, ответственные за активацию транскрипции. Таким образом, ИТФ повышает концентрацию Са2+ в цитозоле.
ДАГ либо гидролизуется с образованием арахидоновой кислоты (необходимой для синтеза простагландинов), либо активирует протеинкиназу С. При низком внутриклеточном уровне Са2+ и отсутствии ДАГ протеинкиназа С находится в цитоплазме в неактивном состоянии. При связывании ДАГ конформация протеинкиназы С изменяется, увеличивается её сродство к Са2+ и она начинает активировать разнообразные белки-мишени (так, С-киназа фосфорилирует и тем самым активирует Na+/H+ обменный насос плазматической мембраны, контролирующий внутриклеточный рН). Активная С-киназа способна усиливать транскрипцию генов.