Механізм передачі гормональних сигналів через мембранні рецептори
Гормони (первинні посередники) зв'язуються з рецепторами на поверхні клітинної мембрани і утворюють комплекс гормон-рецептор. Цей комплекс трансформує сигнал первинного посередника шляхом зміни концентрації всередині клітини вторинних посередників. Вторинними посередниками є: циклічний АМФ (цАМФ), цГМФ, інозітолтріфосфат (ІФ3), диацилглицерол (ДАГ); Са 2+. NO (оксид азоту II).
Гормони, взаємодія яких з рецептором клітини-мішені призводить до утворення цАМФ діють через систему, що включає: білок-рецептор, G-білок і фермент аденілатциклазу.
Відомо більше 200 різних G-білків. За відсутності гормону G-білок пов'язаний з ГДФ і неактивний. Освіта комплексу гормон-рецептор призводить до конформаційних змін G-білка, заміні ГДФ на ГТФ і активації G-білка. Існують GS-стимулюючий і GI-ингибирующий аденілатциклазу білки.
Послідовність подій, що призводять до зміни активності аденілатциклази:
1. зв'язування гормону з рецептором;
2. комплекс гормон-рецептор взаємодіє з G-білком, змінюючи його конформацію;
3. внаслідок зміни конформації G-білка відбувається заміна ГДФ на ГТФ;
4. комплекс GS-білок • ГТФ активує аденілатциклазу (комплекс GI-білок • ГТФ пригнічує аденілатциклазу);
5. активація аденілатциклази призводить до збільшення швидкості утворення цАМФ з АТФ.
Далі утворився під дією аденілатциклази цАМФ активує протеїн А. Активована протеинкиназа А фосфорилирует ферменти і інші білки, що супроводжується зміною функціональної активності білків-ферментів (активацією або пригніченням).
Протеїнкіназа - це внутрішньоклітинний фермент, який може існувати в двох формах. За відсутності цАМФ протеинкиназа представлена тетрамером, що складається з двох каталітичних (2С) і двох регуляторних (2R) субодиниць (неактивний фермент). У присутності цАМФ протеінкіназной комплекс оборотно дисоціює на одну 2R-субодиницю і дві вільні каталітичні субодиниці С. Субодиниці З володіють ферментативною активністю.
Ця система, яка генерує цГМФ як вторинний посередник, пов'язана з гуанілатциклази. Цей фермент каталізує реакцію утворення цГМФ з ГТФ (подібно Аденилатциклаза). Молекули цГМФ можуть активувати транспортні системи мембран клітин або активують цГМФ-залежну протеинкиназу G, яка бере участь в фосфорилировании інших білків в клітині.
Циклічні нуклеотиди запускають каскади реакцій аденілатціклазного або гуанілатціклазного механізмів регуляції активності ферментів. Одна молекула гормону, що активує рецептор, може «включати» кілька G-білків. Кожен з них в свою чергу активує кілька молекул аденілатциклази з утворенням тисяч молекул цАМФ або цГМФ. Утворений вторинний посередник підсилює сигнал в тисячу разів. Сумарне посилення сигналу одно 106 - 107 разів.
Зняття гормонального сигналу досягається зменшенням концентрації вторинного посередника. Реакції перетворення цАМФ або цГМФ в неактивні метаболіти АМФ або ГМФ каталізують ферменти фосфодіестерази.
Оксид азоту утворюється з амінокислоти аргініну за участю складної Са 2+ -залежною ферментної системи, названої NO-синтази, яка присутня в нервовій тканині, ендотелії судин, тромбоцитах і інших тканинах. У клітинах-мішенях NO взаємодіє з вхідним в активний центр гуанілатциклази іоном заліза і сприяє швидкому утворенню цГМФ. Утворився цГМФ викликає розслаблення гладклй мускулатури судин. Однак дія NO короткочасно, кілька секунд. Подібний ефект, але більш тривалий надає нітрогліцерин, який повільніше звільняє NO.
Са 2+ -мессенджерная система.
Функціонування інозітолтріфосфатной системи передачі гормонального сигналу забезпечують: рецептор, фосфоліпаза С, білки і ферменти мембран і цитозоля:
1. зв'язування гормону з рецептором призводить до активації фосфоліпази С;
2. фосфоліпаза С каталізує розщеплення мембранного фосфатидилинозитол-4,5-біфосфату на два вторинних посередника - диацилглицерол і інозітолтріфосфат (ІФ3);
3. ІФ3 підсилює надходження Са 2+ в цитозоль і забезпечує його регуляторні ефекти (див. Розділ 4);
4. диацилглицерол активація протеїн С;
5. кінцевий ефект обох посередників - фосфорилювання внутрішньоклітинних білків і ферментів і зміна їх активності.
Поділіться на сторінці