Министерство образования и науки республики Казахстан Казахский национальный университет имени аль-Фараби

Министерство образования и науки республики Казахстан
Казахский национальный университет имени аль-Фараби
Мембранные передачи
клеточных сигналов.

Выполнили: Юрикова Оксана

Полянская Екатерина

Тумашбаева Айгерим

Дюсембаев Кайржан

Бегалиева Айгерим

Усенова Айда
Выживание каждой клетки и организма зависят от того,
насколько они адекватно и своевременно реагируют на внешние
сигналы.
Способность живых организмов воспринимать и передавать
внутрь клетки сигналы из внешней среды является важным
свойством биологических мембран.
Несмотря на громадное разнообразие различных систем
получения и переработки информации, функционирующих в
животных и растительных организмах, все они основаны на
едином принципе.
В общем виде передача сигнала через мембрану может
быть сведена к нескольким основным стадиям:
1)
• взаимодействие рецептора с сигнальной молекулой
(первичным посредником);
2)
• активация мембранного фермента, ответственного за
образование вторичного посредника
3)
• образование вторичного посредника цАМФ, цГМФ, ИФ3,
ДАТ или Са2+;
4)
• активация посредниками специфических белков, в
основном протеинкиназ, которые, в свою очередь,
фосфорилируя ферменты, оказьюают влияние на
активность внутриклеточных процессов.
По такому принципу функционируют нервная,
гормональная и иммунная системы животных, на такие
же стадии могут быть разложены и фотобиологические
процессы, протекающие как в организмах животных,
так и в растениях.
Общий принцип действия всех систем приема и
передачи информации – не только химическая
модификация мембранных белков, но и изменение
концентрации заряженных ионов внутри и вне клетки,
формирование трансмембранного потенциала.
Сигнальные молекулы
Сигнальная молекула, специфически взаимодействующая с
мембранным рецептором, называется первичным мессенджером.
Сигнальными молекулами могут быть неполярные и полярные
вещества.
Неполярные вещества, например стероидные гормоны, проникают
в клетку, проходя через липидный бислой.
Полярные сигнальные молекулы в клетку не проникают, но связываются со
специфическими рецепторами клеточных мембран. Такое взаимодействие
вызывает цепь последовательных событий в самой мембране и внутри
клетки.
К полярным сигнальным молекулам относят белковые гормоны (например,
глюкагон, инсулин, паратгормон), нейромедиаторы (например, ацетилхолин,
глицин, γ-аминомасляная кислота), факторы роста, цитокины, эйкозаноиды.
Сигнальные молекулы - гормоны, медиаторы, эйконазоиды,
факторы роста, оксид азота (NO)
Рецепторы клеточной мембраны,
активированные первичными мессенджерами,
передают полученную информацию системе
белков и ферментов, которые образуют каскад
передачи сигнала, обеспечивающий усиление
сигнала в несколько сот раз.
Время ответа клетки, заключающееся в
активации или инактивации метаболических
процессов, мышечного сокращения, транспорта
веществ из клеток-мишеней, может составлять
несколько минут.
Классификация рецепторов
По
локализации
различают :
1)мембранные;
По скорости ответа
все рецепторы
можно разделить
на:
1)быстроотвечающие (в
пределах миллисекунд)
2)цитоплазматические;
3)ядерные
рецепторы.
2)медленноотвечающие
(в пределах нескольких
минут или даже часов).
Характерно для
гормонов, передающих
сигнал на
внутриклеточные
рецепторы.
Мембранные рецепторы подразделяются на:
• рецепторы, содержащие субъединицу, связывающую первичный
мессенджер, и ионный канал;
• рецепторы, способные проявлять каталитическую активность;
• рецепторы, с помощью G-белков активирующие образование
вторичных (внутриклеточных) мессенджеров, передающих сигнал
специфическим белкам и ферментам цитозоля
Рис. 5-29. Участие рецепторов в трансмембранной передаче
сигнала. Рецепторы:
1 - связанные с ионными каналами, например рецептор ГАМК;
2 - с каталитической активностью (рецептор инсулина);
3 - передающие сигнал на фосфолипазу С, например α1-адренорецептор;
4 - с каталитической активностью (гуанилатциклаза);
5 - передающие сигнал на аденилатциклазу, например β-адренорецепторы;
6 - связывающие гормон в цитозоле или ядре, например рецептор кортизола.
Рецепторы, локализованные в мембране.

Мембранные рецепторы можно разделить на три группы.

Рецепторы: 1 - содержащие субъединицу, связывающую
сигнальную молекулу и ионный канал, например рецептор
ацетилхолина на постсинаптической мембране;
2 - проявляющие каталитическую активность после присоединения
сигнальной молекулы, например рецептор инсулина;
3, 4 - передающие сигнал на фермент аденилатциклазу (АЦ) или
фосфолипазу С (ФЛС) при участии мембранных G-белков,
например разные типы рецепторов адреналина, ацетилхолина и
других сигнальных молекул


Активированный рецептор тем или иным способом
передает сигнал к внутриклеточным мишеням.
Если мишень, или эффекторный белок, представлена
ферментом, то сигнал модулирует (увеличивает или
уменьшает) его каталитическую активность;
Если эффекторным белком служит ионный канал, то
модулируется проводимость этого канала.
В обоих случаях результатом будет изменение
активности какой-то метаболической стадии (стадий)
либо цитоплазматической концентрации того или иного
иона и как следствие возникновение клеточного ответа.
Рецепторы - ионные каналы
Рецепторы - ионные каналы - это интегральные
мембранные белки, состоящие из нескольких
субъединиц, полипептидная цепь которых несколько раз
пересекает наружную клеточную мембрану.
Действуют одновременно и как ионные каналы и как
рецепторы, которые способны специфически связывать
со своей внешней стороны первичные сигналы,
изменяющие их ионную проводимость.
Общие характеристики структуры и функции
ионотропных рецепторов
Крупный белок, состоящий из 5, реже 4 белковых
субъединиц.
Молекулярные массы субъединиц варьируют обычно в
пределах от 40 до 70 кД.
 Субъединицы рецептора пронизывают толщу
клеточной мембраны, образуя ионный канал.
 Участки субъединиц над поверхностью клетки связаны
нередко с углеводными компонентами и служат для
узнавания и взаимодействия с медиатором.
Участки субъединиц, проходящие через толщу
фосфолипидной мембраны и образующие собственно
канал, характеризуются богатством гидрофобных
неполярных аминокислотных остатков, обладающих
сродством к липидному окружению рецептора.
Участки субъединиц, расположенные на внутренней
поверхности мембраны, служат для взаимодействия с
клеточными скелетными белками, ограничивающими их
подвижность;
являются мишенью для факторов, регулирующих активность
рецептора
В состоянии покоя каналы ионотропных рецепторов закрыты.
При взаимодействии с медиатором происходит
конформапионная перестройка субъединиц рецепторов и
каналы открываются на несколько миллисекунду.
После активации рецепторные макромолекулы теряют на
некоторое время чувствительность к медиатору. Наступает
временная десенситизация.
Природа ионов, которые способен пропускать рецептор,
определяется диаметром канала и характеристиками боковых
радикалов аминокислотных остатков стенки канала.
Наиболее хорошо изученным рецептором-ионным каналом
является ацетилхолиновый никотиновый рецептор.
Ацетилхолин
вызывает сокращение скелетной
мускулатуры
передает сигнал внутри нервной
системы
Этот рецептор является неспецифическим ионным каналами,
которые проводят Na+ .
Действие ацетилхолина очень кратковременно, так как он
быстро гидролизуется ферментом ацетилхолинэстеразой.
Ацетилхолин - медиатор для всех двигательных нейронов,
многих интернейронов ЦНС, а также нейронов
парасимпатической нервной системы.
Существует 2 типа
рецепторов ацетилхолина
никотиновый АЦХ
рецептор
мускариновый АЦХ
рецептор
АЦХ-рецепторы,
чувствительные
дополнительно к
мускарину
АЦХ-рецептор,
чувствительные
дополнительно к
никотину
Никотиновый АЦХ рецептор

Молекулярная масса - 250 000 дальтон

Пентамерный гликопротеин, состоящий из трансмембранных
полипептидов четырех разных типов, каждый их которых кодируется
отдельным геном.

Два из пяти полипептидов пентамера идентичны и образуют места
связывания ацетилхолина.

Две молекулы ацетилхолина присоединяются к пентамерному комплексу
и вызывают конформационное изменение, приводящее к открытию
канала.

Пентамер объединяет:


две (по 461 аминокислоте) альфа-субъединицы
одну (493 аминокислоты) бета-субъединицу

одну (506 аминокислот) гамма-субъединицу

одну (522 аминокислоты) дельта-субъединицу

Все 5 субъединиц компактно собраны вокруг центральной ионной поры.

Когда ацетилхолин (АХ) , присоединяется к сайтам связывания двух
альфа-субъединиц, канал открывается и одновалентные катионы
двигаются по электрохимическому градиенту.
Модель н-холинорецептора
Модель н-холинорецептора. α-, β-, γ- и δ-субъединицы н-холинорецептора.
канал остается некоторое время открытым
это время составляет в среднем 1 мс
При длительном воздействии ацетилхолина канал переходит в состояние
десенсибилизации.
В открытой конформации канал имеет просвет, сужающийся от наружного
конца диаметром 2,5 нм к внутреннему концу диаметром 0,65 нм.
Заряды распределены по стенке канала таким образом, что отрицательные
ионы не проходят через него, а положительные могут проникать в клетку
Открытие каналов в ацетилхолиновых рецепторах приводит к
значительному притоку катионов в клетку и в результате к деполяризации
мембраны.

Субъединицы, полипептидные цепи которых четыре раза пронизывают
липидный бислой, с внешней стороны гликозилированы, а внутри
взаимодействуют с белками тубулинового и актинового цитоскелета.
Связывание АХ с двумя a- субъединицами рецептора вызывает
конформационные изменения в олигомерном комплексе, в результате
чего Na+ входит внутрь клетки.

An acetylcholine receptor (green) forms a gated ion channel in the
plasma membrane. This receptor is a membrane protein with an
aqueous pore, meaning it allows soluble materials to travel across
the plasma membrane when open. When no external signal is
present, the pore is closed (center). When acetylcholine molecules
(blue) bind to the receptor, this triggers a conformational change
that opens the aqueous pore and allows ions (red) to flow into the
cell.
Рецепторы, сопряженные с G-белками

Рецепторы, сопряженные с G-белками (их сокращенное обозначение - GPCR, от Gprotein coupled receptors), передают сигнал от первичных мессенджеров к
внутриклеточным мишеням с помощью каскада GPCR → G-белок → эффекторный
белок.

Первичными сигналами для этих рецепторов служат самые разнообразные молекулы,
среди которых низкомолекулярные гормоны и нейропередатчики, или
нейротрансмиттеры (например, адреналин, норадреналин, ацетилхолин, серотонин,
гистамин), опиоиды, гормоны пептидной и белковой природы (соматостатин,
вазопрессин, гонадотропин, эпидермальный фактор роста), некоторые нейропептиды.

В этот же ряд попадают множество химических сигналов, воспринимаемых
обонятельными и вкусовыми сенсорными клетками, и свет, рецептором для которого
служит пигмент зрительных, или фоторецепторных, клеток родопсин.

Следует учесть, что один и тот же первичный сигнал может инициировать передачу
сигнала через несколько (иногда более 10) разных GPCR, так что если число внешних
сигналов для GPCR составляет несколько десятков, то самих таких рецепторов известно
более 200.

При всем их разнообразии GPCR представляют собой мономерные интегральные
мембранные белки, полипептидная цепь которых семь раз пересекает клеточную
мембрану. Во всех случаях участок рецептора, ответственный за взаимодействие с
первичным сигналом, локализован с внешней стороны мембраны, а участок,
контактирующий с G-белком, - на ее цитоплазматической стороне.
Cтруктурно-функциональная организация
G-белков
G-белки (ГТФ-связывающие белки) - универсальные посредники
при передаче сигналов от рецепторов к ферментам клеточной
мембраны, катализирующим образование вторичных
посредников гормонального сигнала.
G-белки - олигомеры, состоящие из α, β и γ-субъединиц. Состав
димеров βγ незначительно различаются в разных тканях, но в
пределах одной клетки все G-белки, как правило, имеют
одинаковый комплект βγ-субъединиц. Поэтому G-белки принято
различать по их α-субъединицам. Выявлено 16 генов,
кодирующих различные α-субъединицы G-белков.






связывания ГТФ или ГДФ;
взаимодействия с рецептором;
связывания с βγ-субъединицами;
фосфорилирования под действием
протеинкиназы С;
взаимодействия с ферментом аденилатциклазой
или фосфолипазой С.
В структуре G-белков отсутствуют αспиральные, пронизывающие мембрану
домены. G-белки относят к группе
"заякоренных" белков.
Положение G-белков в мембране.
Регуляция активности G-белков







Различают неактивную форму G-белка - комплекс αβγ-ГДФ и
активированную форму αβγ-ГТФ.
Активация G-белка происходит при взаимодействии с комплексом
активатор-рецептор, изменение конформации G-белка снижает сродство αсубъединицы к молекуле ГДФ и увеличивает к ГТФ.
Замена ГДФ на ГТФ в активном центре G-белка нарушает
комплементарность между α-ГТФ и βγ-субъединицами.
Рецептор, связанный с сигнальной молекулой, может активировать большое
количество молекул G-белка, таким образом обеспечивая усиление
внеклеточного сигнала на этом этапе.
При диссоциаци тримерной молекулы G-белка на две функциональные
субъединицы: a-субъединицу, содержащую GTP, и bg-комплекс.
Одна из этих функциональных субъединиц, (какая именно - зависит от типа
сигнальной системы), взаимодействует с эффекторным белком,
представленным ферментом или катионным каналом.
Как следствие их каталитическая активность или ионная проводимость
соответственно меняется, что, в свою очередь, приводит к изменению
цитоплазматической концентрации вторичного мессенджера (или катиона) и
в конечном счете инициирует тот или иной клеточный ответ.
Цикл
функционирования Gбелка.
Rs - рецептор;
Г - гормон;
АЦ - аденилатциклаза.
Активированная α-субъединица G-белка (α-ГТФ) взаимодействует со специфическим
белком клеточной мембраны (аденилатциклаза, фосфолипаза С, фосфоди-эстераза
цГМФ, Nа+-каналы, К+-каналы.) и изменяет его активность.
Следующий этап - дефосфорилирование ГТФ, связанного с α-субъединицей. Фермент,
катализирующий эту реакцию- сама α-субъединица.
Дефосфорилирование приводит к образованию комплекса α-ГДФ, который не
комплементарен специфическому белку мембраны .
G-белок возвращается к неактивной форме - αβγ-ГДФ.
При последующей активации рецептора и замене молекулы ГДФ на ГТФ цикл
повторяется снова.
Весьма важно, что при передаче сигнала в каскаде:
рецептор → G-белок → эффекторный белок исходный
внешний сигнал может многократно усиливаться, или
амплифицироваться.
Это происходит благодаря тому, что одна молекула
рецептора за время пребывания в активированном
состоянии (R*) успевает перевести в активированную
форму (G*) несколько молекул G-белка.
Ясно, что прекращение действия внешнего стимула должно сопровождаться
"выключением" всех компонентов сигнальной системы.
На уровне рецепторов это достигается:
во-первых, в результате диссоциации первичного сигнала из комплекса с GPCR
во-вторых, путем фосфорилирования рецепторов под действием специальных
протеинкиназ и последующего связывания с модифицированным рецептором
специального белка.
G-белки обладают способностью гидролизовать связанный с ними GTP до GDP,
что обеспечивает их самовыключение, то есть переход G-GTP → G-GDP.
Таким образом происходит прекращение синтеза вторичного мессенджера или
закрывание ионного канала.
Чтобы переход клетки к исходному состоянию завершился, специальные
механизмы восстанавливают исходный уровень вторичного мессенджера или
катиона в ее цитоплазме.
Вторичные мессенджеры
Помимо белковых посредников в передачу сигнала внутри клетки во многих
случаях вовлекаются и относительно небольшие молекулы, служащие
вторичными сигналами, - это вторичные посредники, или мессенджеры (от
англ. messenger - посыльный).
цАМФ
(циклический
аденозин-3',5'монофосфат);
ДАГ
(диацилг
лицерол);
Са2+.
Роль вторичных
мессенджеров в
ыполняют
молекулы и
ионы:
цГМФ
(циклический
гуанозин-3',5'монофосфат);
ИФ3 (инозитол1,4,5трифосфат);
Наиболее
характерные
свойства
вторичного
мессенджер:
1) относительно небольшая
по сравнению с
биополимерами
молекулярная масса
(понятно, что посыльный
должен с высокой скоростью
диффундировать в
цитоплазме);
2) он обязан быстро (при
сопоставлении со временем
передачи сигнала) расщепляться,
а в случае Са2 + откачиваться. В
противном случае сигнальная
система останется во включенном
состоянии и после того, как
действие внешнего сигнала уже
прекратилось. Подобные ошибки
могут оказаться в прямом смысле
фатальными.
Тест
1 Начальной стадией трансмембранной передачи
сигнала является:
1. взаимодействие рецептора с сигнальной молекулой
(первичным посредником);
2. активация мембранного фермента, ответственного за
образование вторичного посредника;
3. образование вторичного посредника цАМФ, цГМФ, ИФ3,
ДАТ или Са2+;
4. активация посредниками специфических белков, в
основном протеинкиназ, которые, в свою очередь,
фосфорилируя ферменты, оказьюают влияние на
активность внутриклеточных процессов.

2. На сколько групп по строению и характеру
функционирования подразделены мембранные
рецепторы:
1)1;
2)2;
3)3;
4)4.
3. Гормон, воздействующий на рецептор выступает в роли:
1)G белка;
2)Первичного мессенджера;
3)Вторичного мессенджера;
4)Мембранного фермента.
4.Неактивная форма G белка представлена:
1)комплексом αβγ-ГДФ;
2)комплексом αβγ-ГТФ;
3)комплексом α-ГТФ;
4)комплексом βγ.
5.Ко вторичному мессенджеру можно отнести:
1)G белок;
2)Рецептор;
3)Гормон;
4)цАМФ
Несмотря на огромное
разнообразие сигнальных
молекул, рецепторов и
процессов, которые они
регулируют, существует
всего несколько механизмов
трансмембранной передачи
информации:
каталитических
рецепторов
цитоплазматических
или ядерных
рецепторов.
Инозитол
фосфатной
системы
с использованием
аденилатциклазной
системы,
Аденилатциклазная
система
Аденилатциклазная
система включает :
интегральные белки
цитоплазматической
мембраны:
• Rs рецептор
первичного
мессенджера
- активатора
аденилатцикл
азной
системы
(АЦС);
• R; - рецептор
первичного
мессенджера ингибитора
АЦС;
«заякоренные» белки:
фермент
аденилатциклазу
(АЦ).
Gs - ГТФсвязывающий белок,
состоящий из α,,βγсубъединиц, в
котором (α,субъединица
связана с молекулой
ГДФ;
Функционировани
аденилатциклазной
системы:
G - ГТФсвязывающий
белок, состоящий
из αβγ-субъединиц,
в котором асубъединица
связана с
молекулой ГДФ; цитозольный фер
мент
протеинкиназу А
(ПКА).

Аденилатциклазная
система.
Инактивация аденилатциклазы и протеинкиназы А

α-Субъединица в комплексе с ГТФ при взаимодействии с аденилатциклазой
начинает проявлять ГТФ-фосфатазную активность

Она гидролизует ГТФ.

Образующаяся молекула ГДФ остается в активном центре α-субъединицы,
изменяет ее конформацию и уменьшает сродство к АЦ.

Комплекс АЦ и α-ГДФ диссоциирует, α - ГДФ включается в G-белок.

Отделение α-ГДФ от аденилатциклазы инактивирует фермент и синтез цАМФ
прекращается.

Фосфодиэстераза - «заякоренный» фермент цитоплазматической мембраны
гидролизует образовавшиеся ранее молекулы цАМФ до АМФ.

Снижение концентрации цАМФ повышает сродство R- и С-субъединиц,
образуется неактивная форма ПКА.

Фосфорилированные ферменты и белки под
действием фосфопротеинфосфатазы переходят в дефосфорилированную форму,
изменяется их конформация, активность и скорость процессов, в которых
участвуют эти ферменты.

В результате система приходит в исходное состояние и готова вновь
активироваться при взаимодействии гормона с рецептором.
Участие аденилатциклазной системы в
регуляции экспрессии генов
Многие белковые гормоны: глюкагон, вазопрессин, паратгормон и др.,
передающие свой сигнал посредством аденилатциклазной системы, могут не только
вызвать изменение скорости реакций путем фосфорилирования уже имеющихся в
клетке ферментов, но и увеличивать или уменьшать их количество, регулируя
экспрессию генов .
Активная протеинкиназа А может проходить в ядро и фосфорилировать
фактор транскрипции (СRЕВ). Присоединение фосфорного остатка повышает
сродство фактора транскрипции (СRЕВ-(Р) к специфической
последовательности регуляторной зоны ДНК-СRЕ (цАМФ-response element) и
стимулирует экспрессию генов определенных белков.
Синтезированные белки могут быть ферментами, увеличение количества
которых повышает скорость реакций метаболических процессов, или
мембранными переносчиками, обеспечивающими поступление или выход из
клетки определенных ионов, воды или других веществ.

Аденилатциклазный путь, приводящий к экспрессии
специфических генов
Каскадный механизм усиления и подавления сигнала
Передача сигнала от
мембранного рецептора через Gбелок на фермент
аденилатциклазу служит
примером каскадной системы
усиления этого сигнала.
Одна молекула, активирующая рецептор,
может "включать" несколько G-белков, и
затем каждый активирует несколько
молекул аденилатциклазы с образованием
тысяч молекул цАМФ. На этом этапе
сигнал усиливается в 102-103 раз.
Фосфорилирование ферментов
протеинкиназой А ещё больше
усиливает сигнал, в результате
суммарное усиление равно 106107 раз.
Но для любой из систем трансмембранной передачи сигнала клетка имеет
другую систему, подавляющую этот сигнал. Каждый из этапов в ферментном
каскаде находится под контролем специальных подавляющих этот сигнал
механизмов.
Например, длительное действие гормона приводит к десенсибилизации
мембранных рецепторов: они либо инактивируются, либо вместе с гормоном
погружаются в клетку посредством эндоцитоза. В результате десенсибилизации
рецепторов степень активации аденилатциклазной системы снижается.
Если в клетке длительное время повышена концентрация цАМФ (повышена
активность протеинкиназы А), может происходить фосфорилирование
кальциевых каналов, что приводит к повышению концентрации Са2+ в клетке.
Кальций активирует Са2+-зависимую фосфодиэстеразу, катализирующую
превращение цАМФ в АМФ.
В результате инактивации протеинкиназы А (R2C2) снижается скорость
фосфорилирования специфических ферментов. Завершает "выключение"
системы фосфопротеинфосфатаза, дефосфорилирующая фосфопротеины.
Рецепторы адреналина - адренорецепторы
Адренорецепторы различают по распределению в
организме - центральные и периферические. Центральные
адренорецепторы, локализованные в различных областях
мозга, участвуют в регуляции функций ЦНС, периферические контролируют работу внутренних органов.
Все адренорецепторы классифицируют на два типа - α- и β.
В зависимости от своего анатомического расположения
клетки одного типа, например гладко-мышечные клетки
сосудов или адипоциты, содержат разные типы рецепторов.
α- и β-рецепторы кодируются разными генами.
Адренорецепторы принадлежат к семейству белков, имеющих 7
трансмембранных α-спиралей (которые принято называть доменами).
Длина N- и С-концовразличается у разных типов и подтипов
рецепторов
Адренорецепторы - гликопротеины, включающие в свой состав
различные углеводные фрагменты.
Гликозилированию подвергаются расположенные в области N-конца
остатки аспарагиновой кислоты.
β-Адренорецепторы встречаются практически во всех тканях
организма.
Количество β-адренорецепторов, приходящееся на клетку, варьирует
от 300 до 4000.
Центр связывания адреналина образован аминокислотными
остатками третьего, пятого и шестого доменов.
Другой функционально важный центр - область взаимодействия с Gбелками.

Мембранная организация β2-адренорецептора. 1 фрагмент рецептора, участвующий в связывании Gs-белка;
2, 3 - участки возможного фосфорилирования
протеинкиназой А (2) и киназой β-адренорецептора (3); 4 участок гликозилирования; 5 - участок связывания
адреналина.
Инозитолфосфатная
система
Инозитолфосфатная
система
Работу системы
обеспечивают белки:
кальмодулин,
фермент
протеинкиназа С,
Са2+-кальмодулинзависимые
протеинкиназы,
регулируемые Са2+каналы мембраны
эндоплазматического
ретикулума, Са2+АТФазы клеточной и
митохондриальной
мембран.
 Гидролиз
фосфатидилинозитол-4,5бисфосфата (ФИФ2)

Инозитолфосфатная
система.
Каталитические рецепторы




Каталитические рецепторы являются
ферментами.
Активаторами этих ферментов могут быть
гормоны, ростовые факторы, цитокины.
В активной форме - рецепторы-ферменты
фосфорилируют специфические белки по -ОНгруппам тирозина, поэтому их называют
тирозиновыми протеинкиназами.
При участии специальных механизмов сигнал,
полученный каталитическим рецептором, может
быть передан в ядро, где он стимулирует или
подавляет экспрессию определенных генов.
Активация рецептора инсулина.

Тирозиновая-ПК фосфорилирует
определенные клеточные белки,
которые получили название
субстратов рецептора инсулина. В
свою очередь эти белки участвуют
в активации каскада реакций
фосфорилирования:

Фосфопротеинфосфатаза
дефосфорилирует специфические
фосфопротеины.

Фосфодиэстераза превращает
цАМФ в АМФ и цГМФ в ГМФ.

ГЛЮТ 4 - переносчики глюкозы в
инсулинзависимых тканях.

Тирозиновая протеинфосфатаза
дефосфорилирует β-субъединицы
рецептора инсулина

Активация рецептора инсулина тирозиновой протеинкиназы.



Регуляция активности мембранной гуанилатциклазы.
Мембранно-связанная гуанилатциклаза (ГЦ) трансмембранный гликопротеин.
Центр связывания сигнальной молекулы находится на
внеклеточном домене, внутриклеточный домен
гуанилатциклазы в результате активации проявляет
каталитическую активность

Образование 3',5'-циклического ГМФ (цГМФ).
Регуляция активности мембранной (1) и
цитозольной (2) гуанилатциклазы.
Передача сигнала с помощью
внутриклеточных рецепторов
Гидрофобные по химической природе гормоны (стероидные гормоны и
тироксин) могут диффундировать через мембраны, поэтому их рецепторы
находятся в цитозоле или ядре клетки.
Цитозольные рецепторы связаны с белком-шапероном, который
предотвращает преждевременную активацию рецептора.
Ядерные и цитозольные рецепторы стероидных и тиреоидных гормонов
содержат ДНКсвязывающий домен, обеспечивающий в ядре
взаимодействие комплекса гормон-рецептор с регуляторными участками
ДНК и изменение скорости транскрипции.

Передача сигнала на
внутриклеточные
рецепторы

Передача сигнала
на
внутриклеточные
рецепторы.
Физиологически важным
различием между
мембранными и
внутриклеточными
рецепторами является скорость
ответа на поступающий сигнал.
В первом случае эффект будет
быстрым и
непродолжительным, во втором
- медленным, но длительным.
Список использованной литературы:

Северин Е.С. «Биохимия», 2004 г.

Н.А. Брагина, А.Ф. Миронов «МЕМБРАНОЛОГИЯ», 2002 г.

Биохимия. Ленинджер, 1995г.

Основы биохимии. Ю.Б. Филиппович, 1995г.

http://moikompas.ru/compas/lipophilic_hormones

http://biokhimija.ru/lekcii-po-biohimii/25-gormony/168-citozolnyjmehanizm.html

http://www.nature.com/scitable/topicpage/cell-signaling-14047077

http://www.innovitaresearch.org/news/05012801.html

http://fundamed.ru/nphys/59-nphys-signal.html

http://jeanzin.fr/ecorevo/sciences/mondinfo/mondinfo.htm

http://scienceblogs.com/clock/2006/11/23/cellcell-interactions/

http://www.tryphonov.ru/tryphonov2/terms2/acety.htm

http://humbio.ru/humbio/cell_sign3/00034637.htm

http://medbiol.ru/medbiol/cell_sign3/00027b50.htm

http://knowledge.allbest.ru/biology/3c0b65635a2ad68a5c53b8852130
6c37_0.html
