Мал. 12-3. Різниця між гормональної (А) і синаптичної (Б передачею сигналів. Ендокринні клітини виділяють в кров безліч гормонів, і клітини-мішені. Чутливі до даного гормону, тобто мають рецептори для його зв'язування, виловлюють відповідний гормон з позаклітинної рідини. При синаптичної ж передачі специфічність визначається тісним контактом між закінченням нервового волокна і тієї кліткою-мішенню. якої це волокно передає сигнал медіатор, що виділяється нервовим закінченням. досягає тільки цієї клітини. Для специфічної до комунікація з різними клітинами мішеней різні ендокринні клітини повинні використовувати різні гормони, в той час як багато нервові клітини можуть використовувати один і той же нейромедіатор, зберігаючи при цьому специфічність впливу
Особливу роль в організмі відіграє циклічний аденозин -3, 5 -монофосфат (цАМФ, 303), який утворюється ферментативно всередині клітини з АТФ після впливу відповідного гормону на клітинні рецептори (див розд. 2 5 1). Наприклад, підвищення вмісту гормону адреналіну (первинного сигналу) в крові призводить до синтезу внутрішньоклітинного цАМФ (вторинного сигналу, регулятора і підсилювача гормонального сигналу), який викликає пригнічення синтезу запасного палива - глікогену і готує клітку до вироблення енергії Так, скелетні м'язи. печінку і інші ткаіі в умовах стресу мобілізуються адреналіном і цАМФ до масованої переробки енергетичних резервів для синтезу високоенергетичних молекул АТФ. Вважають, що алкалоїди чаю та кави (див розд. 5.4.9) пов'язують фермент, який гідролізує цАМФ після передачі сігнапа. Ця обставина призводить до збільшення концентрації цАМФ в клітці і активированию нею фосфорілази, стимулюючої серцеву діяльність і Глік-геноліз в печінці, тобто до появи тонізуючого ефекту [c.167]
Впишіть в табл. 6.7 ліганди (ефектори), взаємодія з якими змінює активність ферментів. що беруть участь в трансмембранної передачі гормонального сигналу в клітини печінки (див. рис. 6.10-6.12). Відзначте характер зміни активності цих ферментів. [C.149]
Згадайте основні механізми регуляції обміну ТАГ (див. Розділ 8). Уявіть послідовність передачі гормонального сигналу в клітини жирової тканини за участю глюкагону, починаючи з його взаємодії з рецептором до прояву фізіологічного ефекту. [C.272]
Передача гормонального сигналу [c.104]
Передача гормонального сигналу рецептором [c.102]
Мембрано-опосередкований механізм. Основні цикли першого етапу передачі гормонального сигналу протікають в плазматичній мембрані. Вони пов'язані з впізнавання і трансформацією гормонального сигналу і здійснюються за допомогою складної надмолекулярной системи в кілька етапів. М. Мартін Родбелл, формалізуючи проблему з точки зору кібернетики, так позначив ці етапи дискримінатор (рецептор) дізнається сигнал, далі відбувається перетворення його за допомогою відповідного перетворювача і, нарешті, підсилювач підсилює його на кілька порядків вже всередині клітини. Нижче наведена схема передачі інформаційного сигналу (по КоёЬе). [C.135]
Він є універсальним посередником передачі гормонального сигналу в клітині і активує внутрішньоклітинні ферменти (протеїнкінази), які беруть участь в синтезі білків і різних ферментів. Крім цикло-АМФ вторинними мессенджерами служать також гуанозінцікломонофосфат (цикло-ГМФ), інозит-1,4,5-трифосфат (ІТФ), катіон Са (І), N0 і ін. [C.41]
Гіпоталамічні гормони безпосередньо впливають на секрецію (точніше, звільнення) готових гормонів і біосинтез цих гормонів de novo. Доведено, що цАМФ бере участь у передачі гормонального сигналу. Показано існування в плазматичних мембранах клітин гіпофіза специфічних аденогіпофізарной рецепторів, з якими зв'язуються гормони гіпоталамуса, після чого через систему аденілатциклази і мембранних комплексів Са -атф і Mg -атф звільняються іони Са і цАМФ останній діє як на звільнення, так і на синтез відповідного гормону гіпофіза шляхом активування протеїнкінази (див. далі). [C.255]
Найбільш вивченим є аденілатціклазную шлях передачі гормонального сигналу. У ньому задіяно мімімум п'ять добре вивчених білків 1) рецептор гормону 2) фермент аденилатциклаза, що виконує функцію синтезу циклічного АМФ (цАМФ) 3) G-білок, який здійснює зв'язок між аденилатциклазой і рецептором 4) цАМФ-залежна протеинкиназа. каталізує фосфорилювання внутрішньоклітинних ферментів або білків-мішеней. відповідно змінюючи їх активність 5) фосфодіестерази, яка викликає розпад цАМФ і тим самим припиняє (обриває) дію сигналу (рис. 8.5). [C.290]
Відділення гормон-рецепторного комплексу від хроматину. Після звільнення гормон-рецепторного комплексу і його дефосфорилирования ядерними фосфопротеінфосфатазамі відбувається дисоціація комплексу на гормон і рецептор, останній переміщається в цитоплазму, асоціюється з білками теплового шоку і включається в наступний цикл передачі гормонального сигналу. Цей процес називається Рециклизация гормонального рецептора. У деяких випадках рециклізація не відбувається, так як рецептор після надходження з ядра в цитоплазму піддається протеолитическому розщепленню. [C.140]
Взаємодія гормонів з рецепторами. Для реалізації біологічної дії гормону необхідно впізнавання його кліткою-мішенню. т. е. наявність у ІЕЕ структур, специфічно зв'язують даний гормон. Компонент клітини. довідався гормон і передає інформацію про взаємодію з ним, називають рецептором. Рецептори повинні володіти більшою спорідненістю до гормону (константи асоціації для більшості гормон-рецепторних взаємодій становлять величини порядку 10 -Ю М а саме взаємодія повинна здійснюватися швидко і високоспеці-фнчно. Крім того, оскільки білкові гір З они ие здатні вільно перетинати клітинну мембрану. Їх рецептори повинні бути компонентами плазматичної мембрани клітин, локалізованими на її зовнішній поверхні. Нарешті, при зв'язуванні гормону рецептор повинен забезпечити передачу гормонального сигналу клітці. [C.239]
Взаємодія гормону з рецептором. Рецептор складається з трьох компонентів 1) функціональні групи молекул. які на поверхні плазматичної мембрани клітини забезпечують взаємодію гормону з рецептором 2) сполучні М- або С-білки. Вони можуть посилювати передачу гормонального сигналу (№) або послаблювати її (М). Для функціонування цих білків необхідна ГТФ 3) фермент каталізує освіту в цитоплазмі вторинного посередника для даного гормону (аденилатциклаза - цАМФ, гуанілатциклазу - цГМФ, фосфоліпаза С - інозит-толтріфосфат і диацилглицерол і ін.). Під час передачі гормонального сигналу відбувається зборка рецептора і посилення сигналу. Передача гормонального сигналу-можлива і без ГТФ, але він у багато разів слабкіше. [C.378]
Істотним чинником, що визначає рухливість рецепторів і взаємодіючих з ними білків (а тим самим і передачу гормонального сигналу в клітину), служить макроструктура мембрани. Мембранні білки утворюють агрегати, які можуть утримуватися цитоскелетом і подмембраннимі структурами, до складу останніх входять білки фодрін. спектрин або ГЖ260 / 240. Таким чином. рух рецепторів здійснюється не в відкритому липидном море мембрани, а між островами з нерухомих агрегатів білків. Рух білків в мембрані ускладнюється також наявністю ліпідів у фазі гелю (тверді ліпіди). Отже, на швидкість пересування буде робити істотний вплив частка площі мембрани г], доступною для руху білків. [C.267]
У чому полягає різниця два стану рецептора - У і Можливо, що це дві різні конформації однієї і тієї ж білкової молекули. При переході рецептора в стан високого спорідненості ряд дослідників спостерігали підвищення реакційної здатності 8Н-групи [50, 88, 89]. Підвищення реакційної здатності 8Н-групи не спостерігалося в клітинах з порушеним механізмом передачі гормонального сигналу сус і іИС) [50]. 5Н-група була також необхідна для здійснення негативного ефекту гуанілова нуклеотидів на зв'язування [J] -глюкагона глюкагонових рецептором печінки [70]. Однак більш істотні дані про структурні характеристики Я і Я відсутні. Нічого не відомо також про хімізмі взаємодії комплексу Я Н з Л-білком, про локалізацію цієї взаємодії в мембрані. Тимчасові характеристики формування, існування та руйнування комплексів Я Н і Я Н-N також майже не вивчені, хоча робота цитра та Шрамм [88] з кінетики активації Л / -белка при взаємодії з р-рецептором еритроцитів індика свідчить про можливість тривалого існування комплексу Я Н і, отже, про можливість взаємодії з декількома регуляторними білками. [C.103]
Запам'ятайте механізм впливу інсуліну, глюкагону і адреналіну на швидкість синтезу і розпаду глікогену. Вивчіть особливості впливу гормонів на ці процеси в печінці і м'язах. Навчіться писати схеми аденілатціклазной і інозітолфосфат-ної систем передачі гормонального сигналу в клітину. [C.148]
Спорідненість мембранних рецепторів до гормону регулюється також за допомогою спеціального мембранного білка. Останнім часом на численних об'єктах показано, що функціонування практично всіх мембранних рецепторів (не тільки гормональних, але і рецепторів, що визначають імунну реактивність клітин) залежить від Гуан вих нуклеотидів. У плазматичних мембранах всіх досліджених клітин знайдений ГТФ-С Вязивающій білок (Л -белок), який можна розглядати як сполучається фактор, який здійснює передачу сигналу з рецептора, активованого гормоном, на інші структури клітини. Найбільш добре вивчена роль ГТФ-зв'язуючого білка в процесах активації аденілатциклази гормонами (див. Розділ 4.2.1). ГТФ-зв'язуючий білок не тільки бере участь в проведенні гормонального сигналу. але і впливає на його формування - на реакцію зв'язування гормону з рецептором. [C.156]
Що виникає при цьому з'єднання -циклічна аденозинмонофосфат. відкрите в 1957 р одночасно двома групами дослідників-Е. Сатерлен-будинок з співр. і Д. Маркхем з співр. виявилося тим речовиною, яке передає гормональний сигнал метаболічним системам клітини, т. е. є, по суті, вторинним посередником в передачі цього сигналу (первинний посреднік- рецепторний білок. сприймає гормональний сигнал). Справа в тому, що цАМФ є аллостерическим регулятором протеинкиназ, за участю яких фосфорилюються гістони і негістонові білки хроматину (це позначається на метаболічну активність геному клітини і, зокрема, на рівні біосинтезу мРНК), рибосомальні білки і білкові чинники трансляції (це відбивається на інтенсивності новоутворення білків в рибосомальному апараті клітини), багато ферментів (що визначає ступінь їх активності) і т. п. Оскільки це зачіпає фундаментальні боку обміну речовин, то цілком поясню ми біохімічні та фізіологічні явища, які спостерігаються при нестачі або надлишку пептидних гормонів. Ряд конкретних прикладів такого механізму дії пептидних гормонів було розглянуто раніше при вивченні реакції фосфороліза глікогену, ліполітичних процесів і ін. [C.456]
Передача гормонального сигналу Аденилатциклаза здійснюється в результаті роботи гормон-рецепторного комплексу. структура якого представлена на рис. 137. Ключовими в системах сполучення гормонального [c.456]
Аденилатциклаза здійснює і передачу гормонального сигналу всередину клітини. Гормон активує АЦ, рівень цАМФ в клітці підвищується, що призводить до реалізації біологічної відповіді. Аденілатцікла через є компонентом мембрани. і для неї характерна міцна зв'язок з цитоплазматичними мембранами, а також здатність активуватися деякими гормонами і травні. Рівень аденілатциклази в тканинах тварин становить 0,5-1,5- 10 М. [c.32]
Ф. присутні практично у всіх досліджених тканинах. а також в клітинах бактерій. Функціонування Ф. обумовлює зниження внугріклеточной концентрації циклич. нуклеотидів, зокрема, після гормональної стимуляції аденілатциклази. Ф. можуть також брати участь у внутрішньоклітинної передачі сигналу. [C.139]