Этапы передачи сигнала
Схема кальций-фосфолипидного механизма действия гормонов
Инозитолтрифосфат и ДАГ тоже являются вторичными мессенджерами
Этапы передачи сигнала
Схема аденилатциклазного механизма действия гормонов
Этапы передачи сигнала выглядят следующим образом:
1. Взаимодействие лиганда с рецепторомприводит к изменению конформации последнего.
2. Это изменение передается на G-белок, который состоит из трех субъединиц (α, β и γ), α-субъединица связана с ГДФ.
В составе G-белков α-субъединицы бывают двух типов по отношению к аденилатциклазе:активирующиеαS и ингибирующиеαI.
3. В результате взаимодействия с рецепторомβ- и γ-субъединицы отщепляются, одновременно на α-субъединице ГДФ заменяется на ГТФ.
4. Активированная таким образом αS-субъединица стимулирует аденилатциклазу, которая начинает синтез цАМФ.
Если в действо была вовлечена αI-субъединица – она ингибирует аденилатциклазу, все останавливается.
5. Циклический АМФ – вторичный мессенджер – в свою очередь, взаимодействует с протеинкиназой А и активирует ее.Протеинкиназа А фосфорилирует ряд ферментов, среди которых киназа фосфорилазы гликогена, гликогенсинтаза,ТАГ-липаза.
6. Наработка цАМФ продолжается некоторое время, пока α-субъединица, которая являетсяГТФ-азой, отщепляет фосфат от ГТФ.
7. Как только ГТФ превратился в ГДФ, то α-субъединица инактивируется, теряет свое влияние на аденилатциклазу, обратно соединяется с β- и γ-субъединицами.
Все возвращается в исходное положение.
8. Гормонотрывается от рецептора еще раньше:
· если концентрация гормона в кровивелика, то следующая его молекула присоединится к рецептору через малый промежуток времени и повторный запуск АЦ-механизма произойдет быстро – в клетке активируются соответствующие процессы.
· если гормонав крови мало– для клетки наступает некоторая пауза, изменения метаболизма нет.
По этому механизму, который получил название кальций-фосфолипидный механизм, действуютвазопрессин(через V1-рецепторы), адреналин(через α1-адренорецепторы), ангиотензин II.
Принцип работы этого механизма совпадает с предыдущим, но вместо аденилатциклазы мишеневым ферментом для α-субъединицы служит фосфолипаза С. Фосфолипаза С расщепляет мембранный фосфолипид фосфатидилинозитолдифосфат (ФИФ2) до вторичных мессенджеров инозитолтрифосфата(ИФ3) и диацилглицерола(ДАГ). (посмотреть реакцию)
Этапы передачи сигнала выглядят следующим образом:
1. Взаимодействие гормонас рецепторомприводит к изменению конформации последнего.
2. Это изменение передается на G-белок, который состоит из трех субъединиц (αP, β и γ), α-субъединица связана с ГДФ.
3. В результате взаимодействия с рецепторомβ- и γ-субъединицы отщепляются, одновременно наαP-субъединице ГДФ заменяется на ГТФ.
4. Активированная таким образом αP-субъединица стимулирует фосфолипазу С, которая начинает расщепление ФИФ2 до двух вторичных мессенджеров – ИФ3 и ДАГ.
5. Инозитолтрифосфатоткрывает кальциевые каналы в эндоплазматическом ретикулуме, что вызывает увеличение концентрации ионов Cа2+.Диацилглицеролсовместно с ионами Са2+активирует протеинкиназу С. Кроме этого, диацилглицерол имеет и другую сигнальную функцию: он может распадаться на 1-моноацилглицерол и полиеновую жирную кислоту (обычно арахидоновую), из которой образуются эйкозаноиды.
6. Протеинкиназа С фосфорилирует ряд ферментов и в целом участвует в процессах клеточной пролиферации. Накопление ионов Са2+ в цитоплазме вызывает активацию определенных кальций-связывающих белков (например, кальмодулина).
7. Гидролиз ФИФ2 продолжается некоторое время, пока αP-субъединица, которая являетсяГТФ-азой, отщепляет фосфат от ГТФ.
8. Как только ГТФ превратился в ГДФ, то αP-субъединица инактивируется, теряет свое влияние на фосфолипазу C, обратно соединяется с β- и γ-субъединицами.
Все возвращается в исходное положение.
9. Гормонотрывается от рецептора еще раньше:
· если концентрация гормона в крови велика, то следующая его молекула присоединится к рецептору через малый промежуток времени и повторный запуск механизма произойдет быстро – в клетке активируются соответствующие процессы.
· если гормонав крови мало– для клетки наступает некоторая пауза, изменения метаболизма нет.
Гуанилатциклазный механизм изучен недостаточно
Гуанилатциклазный механизм пока изучен недостаточно подробно, но известно, что по нему работаетатриопептин(предсердный натрийуретический пептид), оксид азота (NO) и другие, пока малоизученные, соединения.
Гуанилатциклазный механизм передачи сигнала в общих чертах схож с аденилатциклазным: после появления какой-либо сигнальной молекулы сигнал воспринимается ферментом гуанилатциклазойи далее передается при помощи вторичного мессенджера цГМФ. Он воздействует на протеинкиназу G, которая фосфорилирует определенные белки, чем изменяет активность клетки.
Но, в отличие от аденилатциклазы, данный фермент имеетчетыре разновидности, три из которых связаны с мембраной, четвертый – цитозольный:
· мембраносвязанныеформы гуанилатциклазы работают как рецепторы, обладающие каталитической активностью.
· цитозольныйфермент является димером и содержит в своем составе гем, он непосредственно взаимодействует в цитозоле с сигнальной молекулой (например, оксидом азота).