Материал: Biokhimia_v_risunkakh

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

II. Механизмы взаимодействия гормонов с клеткой
  Все гормоны делятся на две большие группы в зависимости от	клеточной

локализации рецептора (на клеточной мембране или внутри клетки), с которым взаимодействует гормон. Это в свою очередь зависит от структуры и свойств самого гормона:

  гидрофильные гормоны – белково-пептидной природы и производные аминокислот

– не способны проникать внутрь клетки-мишени через липофильную клеточную мембрану, действуют на клетку за счет связывания с мембранным рецептором;

  липофильные гормоны – стероидные гормоны и иодтиронины – проникают в клетку-мишень и взаимодействуют со специфическими рецепторами в цитоплазме или в клеточном ядре.

		Механизмдействиягидрофильныхгормонов
	Трансформация гормонального сигнала в специфический ответ клетки-мишени
происходит в результате следующих молекулярных событий:			рецепторы,
	Передача гормонального сигнала осуществляется через белковые

расположенные на поверхности плазматической мембраны. Различают два основных типа мембранных рецепторов:

  ионотропные рецепторы – после взаимодействия с гормоном они способствуют открытию ионных каналов на мембране и развитию быстрых ионных потоков (кальция, натрия, калия, хлора);

	  метаботропные рецепторы активируют системы клетки через	белки-
	трансдукторы (G-белки).
	гормон	эффекторные
	метаботропный	ферменты:
	метаботропный	аденилатциклаза,
	рецептор	аденилатциклаза,
	рецептор	гуанилатциклаза,
		гуанилатциклаза,
		фосфолипаза С,
		фосфолипаза А2.

  G-белки - это внутримембранные белки, которые принимают химический сигнал от рецептора, модифицированного гормоном, и передают этот сигнал на эффекторные системы клетки. Существует несколько типов G-белков, основные из них:

  Gs - стимулирующие аденилатциклазу;
  Gi - ингибирующие аденилатциклазу;
  Gq – активирующие фосфолипазу C.	150

  Эффекторные ферменты – аденилатциклаза, гуанилатциклаза, фосфолипаза С и

др. расположены на внутренней поверхности клеточной мембраны. Они стимулируют образование в цитоплазме клетки вторичных посредников – мессенджеров.

  Наиболее важными вторичными мессенджерами	являются: циклический АМФ
(цАМФ), циклический ГМФ (цГМФ), ионы Са 2+	, инозитозтрифосфат ИФ 3,,
диацилглицерид ДАГ и монооксид азота NO.

  Дальнейшая передача гормонального сигнала от вторичных мессенджеров осуществляется с помощью протеинкиназ – ферментов, которые фосфорилируют белки (более 100 различных белков, в том числе ряд ферментов и факторов транскрипции). В результате фосфорилирования изменяется функциональная активность этих белков.

Гидрофильные гормоны

Липофильные гормоны

действуют через

мембранные рецепторы

внутриклеточные рецепторы

Гормон

(белково-пептидные гормоны,

(инсулин, СТГ)

(стероидные гормоны,

адреналин)

Ауто-

иодтиронины)

Рецептор (

внутри клетки)

фосфорили

Рецептор (в мембране)

рование

рецептора

Комплекс «гормон – рецептор»

G – белок

фермент

G – белок

Транспорт

комплекса

Эффекторный

(аденилатциклаза,

«гормон - рецептор» в ядро

фосфолипаза С, др.)

Каскад

Взаимодействие комплекса

фосфорилирования

«гормон - рецептор» с ДНК

Вторичный мессенджер

белков

(цАМФ, Са 2+, ИФ3, ДАГ)

Индукция или репрессия

транскрипции

Активация

Протеинкиназы

ферментов и

факторов

Трансляция -

Фосфорилирование белков

транскрипции

синтез белков (ферментов)

Изменение функциональной активности белков

Изменение количества

151

(ферментов)

белков (ферментов)

  Появление в клетке вторичного посредника является пусковым моментом для изменения метаболизма, осуществляемого обычно фосфорилированием белков. Роль вторичных посредников могут выполнять цAMФ, цГMФ, инозитолтрифосфат, диацилглицерин, Ca2+. Наиболее распространенным и хорошо изученным вторичным посредником является циклический 3',5'-аденозинмонофосфат (цАМФ):

аденилатциклаза

фосфодиэстеразааза

АТФ цАМФ АМФ

Связывание  гормона с рецептором активирует аденилатциклазу и, следовательно, ведет к повышению внутриклеточной концентрации цAMP, что приводит к увеличению скорости фосфорилирования белка. Наличие каскада ферментативных реакций между связыванием гормона с рецептором и изменением метаболизма позволяет значительно усилить первичное воздействие гормона . Таким образом,

происходит многократное усиление гормонального сигнала – амплификация: на одну молекулу гормона образуется до 100 молекул цАМФ).

  Прекращение действия гормона в данном случае достигается разрушением вторичного мессенджера – с помощью фосфодиэстеразы он превращается в АМФ.

  Другой эффекторный фермент, находящийся в липофильной мембране – фосфолипаза С – гидролизует находящиеся в этой же мембране фосфолипилы – флсфлинозитолдифосфаты, в результате чего образуюися другие вторичные внутриклеточные посредники: гидрофильный инозитолтрифосфат и липофильный

диацилглицерид

диацилглицерид (ДАГ)

фосфолипаза С

фосфоинозитолдифосфат (ФИФ2)

инозитолтрифосфат (ИФ3)

152

гормон

кровь

		клеточная мембрана
	рецептор
	рецептор	G-белок	аденилатциклаза
			аденилатциклаза
			неактивная
	цитоплазма
		неактивный
		неактивный

2		гормон связан
		с рецептором

ГТФ

гормон-рецепторный

аденилатциклаза

комплекс активирует G-белок

неактивная

		α	аденилатциклаза
от активированного		ГТФ	аденилатциклаза
от активированного			активная
G-белка отщепилась			активная
G-белка отщепилась		АТФ
α-субъединица		АТФ
АМФ	фосфодиэстераза		цАМФ
	фосфодиэстераза
протеинкиназа А			цАМФ
протеинкиназа А
неактивная

протеинкиназа А			цАМФ
активная
	АТФ	АДФ
протеин	фосфорилирование		фосфо-
	фосфорилирование		протеин

153	белков

Действие гидрофильных гормонов через цАМФ

1 Гидрофильные гормоны не могут проникать в клетку и поэтому запускают ответную реакцию путем присоединения к метаботропным рецепторам, локализованным на плазматической мембране.

2 В образовавшемся комплексе рецептор модифицируется гормоном и передает химический сигнал на внутримембранный

белок-трансдуктор (G-белок).

Он состоит из трех субъединиц (α, β , γ ), одна из них ( α) может гидролизовать ГТФ и активировать аденилатциклазу.

3 Аденилатциклаза - система выдающейся сложности. Гормоны через свои рецепторы могут как активировать, так и ингибировать ее. Это фермент, локализованный на внутренней поверхности плазматической мембраны, катализирует превращение АТФ в цАМФ -

вторичный мессенджер.

Образовавшиеся молекулы цАМФ активируют в клетке различные протеинкиназы -

ферменты, состоящие из		4
субъединиц: 2-регуляторные (R) и
2	– каталитические	(C).

Свободные каталитические субъединицы фосфорилируют различные белки-ферменты с помощью АТФ, что ведет к изменению их каталитической активности.

Прекращение действия гормонов может осуществляться путем гидролиза цАМФ с помощью фосфодиэстераз

(ингибиторы этих ферментов - кофеин, теофиллин и др. - усиливают действие гормонов).

Действие гидрофильных гормонов	внеклеточный
через вторичные мессенджеры: Са2+, ИФ3, ДАГ	кальций

кальмодулин

  Аналогичным образом через G-белки может активироваться другой эффекторный фермент в клеточной мембране – фосфолипаза С . Этот фермент расщепляет мембранный фосфолипид – фосфоинозитолдифосфат (ФИФ2) с образованием двух вторичных мессенджеров: инозитол-3-фосфата (ИФ3) и диацилглицерида (ДАГ).

Гидрофильный ИФ3 мигрирует к эндоплазматическому ретикулуму и активирует выход ионов кальция из этого депо, липофильный ДАГ остается вблизи мембраны и активирует протеинкиназу С . Этот фермент, наряду с другими протеинкиназами, фосфорилирует белки клетки, изменяя их функциональную активность.

  Регуляторная роль ионов кальция осуществляется путем повышения внутриклеточной (цитозольной) концентрации этого иона (от 10-100 нМ до 500-1000 нМ). Происходит это в результате:

  открытия кальциевых каналов в мембране (при деполяризации мембраны или при действии нейрорегуляторов или вторичных мессенджеров на ионотропные рецепторы);

  выхода ионов кальция в цитозоль из внутренних депо (митохондрий и цистерн ЭПР) под действием другого вторичного мессенджера – ИФ3.

  Кальций взаимодействует с кальцийсвязывающими белками цитоплазмы, в частности, с небольшим белком кальмодулином (присоединяет 4 иона кальция), который меняет конформацию и приобретает способность активировать протеинкиназы, регулирующих активность различных важных ферментов. За счет активации кальмодулина, ионы Са 2+ оказывают влияние не только на активность ряда протеинкиназ, но и ионных насосов и компонентов цитоскелета.

154

Источник: https://studfile.net/preview/16440813/

Смотрите также:


ЦЕНОВАЯ ПОЛИТИКА ПРЕДПРИЯТИЯ НА ПРИМЕРЕ ООО «ДНС РИТЕЙЛ»
_archivetempпротивовоспалительные
- Обратный порядок следования фаз 4
- Сопротивление изоляции 25
!_Лабораторные_работы_1_сем_ОУТС
!Контрольная работа (задание)
!Фармакология препаратов для терапии заболеваний дыхательных путей
'Electronics Workbench' – алгоритм инструмента моделирования электронных схем
'Новая экономика': российская специфика