Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
БХ - 3 семестр / ()Лекции / ()Общие / Гормоны кафедры.doc
Скачиваний:
564
Добавлен:
13.02.2016
Размер:
1.62 Mб
Скачать

Два вторичных посредника образуются из фосфатидилинозитолов мембран

Второй класс серпентиновых рецепторов связан через белок G с интегральным белком плазматической мембраны фосфолипазой С(ФЛС)., специфическим субстратом которой является сложный липид фосфатидилинозитол 4,5-дифосфат, который расположен во внутреннем листке липидного бислоя плазматической мембраны. Этот чувствительный к гормону фермент катализирует формирование двух мощных вторичных посредников: диацилглицерола (ДАГ) и инозитол 1,4,5-трифосфата, или ИФ3. Последовательность событий в механизме передачи сигнала подобен описанному выше. Комплекс гормона с рецептором катализирует обмен ГТФ-ГДФ на специальном G белке Г, Gq , подобно тому, как -адренэргический рецептор активировал Gs . Gq -ГТФ в свою очередь активизирует специфическую связанную с мембраной фосфолипазу С(ФЛС). Менее чем за секунду этот фермент превращает фосфатидилинозитол-4,5-дифосфат (ФИДФ) в два продукта: инозитол-1,4,5-трифосфат (ИФ3) и диацилглицерол (ДАГ). Далее последующие события разделяются на две ветви, опосредуемые либо ИФ3, либо ДАГ. Поскольку обе названные молекулы играют важнейшую роль в последующем развитии ответа, мы рассмотрим их по отдельности (см рис11.9 ).

Иф3 обеспечивает повышение уровня ионов кальция в цитозоле.

Инозитол-1,4,5- трифосфат (ИФ3) – небольшая водорастворимая молекула, переходит путем диффузии к цитоплазматической поверхности эндоплазматического ретикулума, и связывается с рецептором, открывая лиганд-зависимые кальциевые каналы, что приводит к резкому увеличению концентрации ионов Са2+ в цитозоле, который связывается специфическими кальций связывающимибелками.

Рис. 11.9. Структура фосфатидилинозитола-4,5 фосфата и схема его гидролиза Фосфолипазой С

Один из таких белков калмодулин (CaM; ММ 17,000) - кислый белок с четырьмя высокоаффинными к кальцию участками. Когда уровень внутриклеточного кальция достигает приблизительно 10-6 М (1 мМ), кальций – кальмодулиновый комплекс присоединяется к различным белкам-мишеням, что сопровождается изменением активности последних. Калмодулин - член семейства кальций связывающих белков, которое включает и тропонин , участвующий в мышечном сокращении в ответ на повышение кальция.

Кальмодулин является субъединицей Са2+/кальмодулин-зависимых протеинкиназ (СаМ киназы).Когда уровень внутриклеточного кальция увеличивается в ответ на некоторые стимулы, калмодулин связывая кальций и изменяя конформацию, активирует эти киназы. СаМ киназы фосфорилируют многие ферменты-мишени, регулируя их активность. Кроме фосфорилирования цитозольных белков, кальмодулин-зависимые киназы способны проникать из цитоплазмы в ядро, где они фосфорилируют ген-регуляторные белки, ответственные за активацию транскрипции.

Калмодулин - регуляторная субъединица киназы фосфорилазы bв мышцах. Тем самым, кальций включает мышечное сокращение и одновременно активируеи распад гликогена используемого для для энергообеспечения мышечного сокращения. Много других ферментов, как известно, модулируются кальцием с участием калмодулина

К числу белков- мишеней, регулируемых комплексом Са2+- кальмодулин, относится много ферментов и мембранных транспортных белков (см табл)

Таблица 11.5. Белки,регулируемые Са2+и калмодулином

Аденилат циклаза

Са2+/калмодулин зависимая протеинкиназа

ЦАМФ фосфодиэстераза

Са2+зависимыйNa+ канал

ЦАМФ зависимый канал (зрение)

Са2+канал эндоплазматической сети

Киназа легкой цепи миозина

Кальциневрин (фосфопротеинфосфатаза 2В)

НАДН киназа

цГМФ зависимый Na+,Ca2+канал (колбочки)

Синтаза оксида азота

Са2+АТФаза плазм.мембран

ИФ-3-киназа

РНК хеликаза (р68)

ЦГМФ - зависимая протеинкиназа

киназа легких цепей миозина

киназа фосфорилазы

фосфолипаза А2

У ДАГ – две «сигнальные» роли

Если ИФ3повышает концентрацию ионов Са2+в цитозоле, другой продукт расщепления фосфатидилинозитол -4,5- дифосфата – ДАГ – остается в плазматической мембране и вызывает совершенно иные молекулярные эффекты. У него есть две "сигнальные" роли: он может гидролизоваться дальше с образованием арахидоновой кислоты, необходимой для синтеза простагландинов и родственных им медиаторов липидной природы, или способен активировать специфическую протеинкиназу, которая затем фосфорилирует ряд белков с различными функциями в клетке-мишени.

Фермент, активируемый ДАГ, называется протеинкиназой С (ПКС) или С–киназой, так как активность его зависит от уровня Са2+в цитозоле клетки. При низком внутриклеточном уровне Са2+и отсутствии диацилглицерола протеинкиназа С находится в цитоплазме в неактивном состоянии. Связывание диацилглицерола изменяет конформацию протеинкиназы С, что сопровождается повышением ее сродства к ионам Са2+и липидам. Это приводит к связыванию протеинкиназы С с цитоплазматической поверхностью плазматической мембраны и переводу фермента в активное состояние. Активация С-киназы кратковременна, так как через несколько секунд диацилглицерол фосфорилируется до фосфатидной кислоты или расщепляется с высвобождением арахидоновой кислоты.

С-киназа, активированная диацилглицеролом и Са2+, переносит концевую фосфатную группу с АТФ на специфические сериновые или треониновые остатки белков-мишеней, которые в разных клетках различны. Например, во многих животных клетках С-киназа фосфорилирует и тем самым активируетNa+/H+обменный насос плазматической мембраны, контролирующий внутриклеточный рН. Концентрация С-киназы выше всего в нейронах головного мозга, где, помимо, прочего она фосфорилирует ионные каналы нейронов и, изменяя их проницаемость, может влиять на возбудимость этих клеток.

В некоторых клетках активация С - киназы усиливает транскрипцию определенных генов.

Рис11.10. Роль ПКС в регуляции транскрипции.

Известны два внутриклеточных пути, через которые активированная С-киназа усиливает транскрипцию генов. В одном, С-киназа активирует протеинкиназный каскад, приводяций к фосфорилированию митоген-активируемой протеинкиназы (МАП – киназы), которая фосфорилирует и активирует ген-регуляторный белок Elk-1.Elk-1 связан с короткой последовательностью ДНК (обозначаемойserumresponseelement–SRE) и ассоциирован с другим ДНК - связывающим белком (обозначаемымserumresponsefactor–SRF). В другом пути, активация С-киназы приводит к фосфорилированию ингибиторного белкаIk-B, что сопровождадется высвобождением из комплекса ген-регуляторного белкаNF–kB, который мигрирует из цитозоля в ядро и активирует транскрипцию соответствующего гена.

Существует группа соединений, среди которых наиболее хорошо изучены форболовые эфиры, которые являются мощными активаторами ПкС. Они действуют подобно ДАГ как вторичные посредники, но в отличие от естественного ДАГ, они разрушаются медленно. Постоянно активируя ПкС, эти синтетические вещества вмешиваются в нормальную регуляцию клеточного роста и деления и служат факторами, стимулирующими образование опухолей..

Соседние файлы в папке ()Общие