Рецепторы стероидных гормонов находятся в

Механизм действия стероидных и тиреоидных гормонов

Рецепторы стероидных гормонов находятся в

  По механизму действия гормоны можно разделить на 2 группы. К первой группеотносят гормоны, взаимодействующие с мембранными рецепторами (пептидные гормоны, адреналин, а также гормоны местного действия – цитокины, эйкозаноиды). Вторая группа включает гормоны, взаимодействующие с внутриклеточными рецепторами.

 Связывание гормона (первичного посредника) с рецептором приводит к изменению конформации рецептора. Это изменение улавливается другими макромолекулами, т.е.

связывание гормона с рецептором приводит к сопряжению одних молекул с другими (трансдукция сигнала). Таким образом, генерируется сигнал, который регулирует клеточный ответ путём изменения активности или количества ферментов и других белков.

В зависимости от способа передачи гормонального сигнала в клетках меняется скорость реакций метаболизма:

· в результате изменения активности ферментов;

·        в результате изменения количества ферментов (табл.2)

Таблица 2. Основные этапы передачи гормональных сигналов

Передача гормональных сигналов через мембранные рецепторы

   Гормоны (первичные посредники), связываясь с рецепторами на поверхности клеточной мембраны, образуют комплекс гормон-рецептор, который трансформирует сигнал первичного посредника в изменение концентрации особых молекул внутри клетки – вторичных посредников. Вторичными посредниками могут быть следующие молекулы: цАМФ, цГМФ, ИФ3, ДАТ, Са2+, NO.

   Гормоны, взаимодействие которых с рецептором клетки-мишени приводит к образованию цАМФ, действуют через трёхкомпонентную систему, которая включает белок-рецептор, G-белок и фермент аденилатциклазу. Образующийся под действием аденилатциклазы цАМФ активирует протеинкиназу А, фосфорилируюшую ферменты и другие белки.

Известно более 200 различных G-белков, в структуре которых обнаружены 3 субъединицы α, β и γ. В отсутствие гормона α-субъединица G-белка связана с ГДФ. Образование комплекса гормонрецептора приводит к конформационным изменениям α-субъединицы, замене ГДФ на ГТФ и отщеплению димера βγ от α-ГТФ.

В случае рецепторов, сопряжённых с Gs-белком, субъединица αs-ГТФ активирует аденилатциклазу .

В случае рецепторов, сопряжённых с G-белком, субъединица αi-ГТФ ингибирует аденилатциклазу..

 Другая система, генерирующая цГМФ как вторичный посредник, сопряжена с гуанилатциклазой. Цитоплазматический домен такого типа рецепторов обладает активностью гуанилатциклазы, которая катализирует реакцию образования цГМФ из ГТФ> (подобно аденилатциклазе).

Молекулы цГМФ могут активировать ионные каналы либо активировать цГМФ-за-висимую протеинкиназу G, участвующую в фосфорилировании других белков в клетке.

Например, фосфодиэстерааа, которая гидролизует цАМФ до АМФ, активируется в результате фосфорилирования цГМФ-зависимой протеинкиназой.

   Некоторые гормоны (например, вазопрессин или адреналин), образуя комплекс с соответствующими рецепторами (рецептор V1 для вазопрессина и αi-рецептор для адреналина), через активацию соответствующих G-белков активируют фосфолипазу С, в результате чего в клетке появляются вторичные посредники ИФ3, ДАГ.

Молекула ИФ3 стимулирует высвобождение Са2+ из ЭР. Кальций связывается с белком кальмодулином. Этот комплекс активирует Са2+-кальмодулинзависимую протеинкиназу. Ионы кальция и ДАГ участвуют в активации протеинкиназы С.

Многие гормоны передают сигнал в клетку через рецепторы, которые либо обладают тирjзинкиназной активностью, либо связываются с цитоплазматическими белками, проявляющими активность тирозинкиназы.

Связывание инсулина с мембранным рецептором, который является тирозинкиназой и имеет центр фосфорилирования, инициирует аутофосфорилирование и последующее фосфорилирование субстратов рецептора инсулина и других белков.

   В случае взаимодействия, например, эпидермального фактора роста или инсулиноподобного фактора роста -1с мембранным рецептором сначала происходят димеризация рецептора и его активация.

Активированный таким образом гомодимер рецептора, участок которого на внутренней стороне мембраны обладает активностью тирозинкиназы, фосфорилируется сам (аутофосфорилирование) и вызывает фосфорилирование других белков и ферментов, которые участвуют в активации факторов транскрипции генов.

 Некоторые гормоны (например, гормон роста, пролактин, интерферон, цитокины) взаимодействуют с мембранными рецепторами, ассоциированными с цитоплазматическими протеинкиназами (так называемыми “Янус-киназами”, или киназами семейства JAK).

Присоединение гормона вызьшает димеризацию рецептора, присоединение Янус-киназ, их аутофосфорилирование и активацию.

Янус-киназы, в свою очередь, фос-форилируют рецептор по остаткам тирозина, в результате чего рецептор связывается с другими белками, например, особыми белками – переносчиками сигнала и активаторами транскрипции (ПСАТ, или STAT – от англ, signal transducer and activator of transcription – переносчик сигнала и активатор транскрипции). Далее следует инициируемый тирозинкиназой каскад реакций фосфорилирования. Белки STAT фосфорилируются, образуют димеры, транспортируются в ядро, где, связываясь со специфическими участками ДНК, участвуют в регуляции транскрипции.

 Сигнальной молекулой в клетке может служить также оксид азота NO, образующийся в организме из аргинина при участии фермента NO-синтазы, присутствующего в нервной ткани, эндотелии сосудов, тромбоцитах и других тканях.

Молекула NO может быстро диффундировать через мембрану эндотелиальных клеток, где она синтезируется, в соседние клетки. Действие оксида азота кратковременно, так как Т1/2 NO колеблется в пределах 5-10 с.

В крови молекула существует примерно 100 мс, поскольку быстро взаимодействует с молекулярным кислородом, образуя нитрит, который далее превращается в нитрат и экскретируется с мочой.

В клетках-мишенях, например, эндотелиальных клетках NO взаимодействует с входящим в активный центр гуанилатциклазы ионом железа способствуя тем самым быстрому образованию цГМФ.

Увеличение концентрации цГМФ в клетках гладких мышц вызывает активацию киназ, что в конечном итоге приводит к расслаблению ГМК сосудов и последующему их расширению. Механизм действия оксида азота объясняет использование нитроглицерина в качестве лекарственного препарата для снятия острых болей в сердце, поскольку нитроглицерин – источник образующихся молекул NO, которые и вызывают расслабление кровеносных сосудов и увеличение притока крови в миокард.

Передача сигналов через внутриклеточные рецепторы

 Стероидные и тиреоидные гормоны связываются с рецепторами внутри клетки и регулируют скорость транскрипции специфических генов (рис.2).

Рис.2. Передача гормональных сигналов через внутриклеточные рецепторы (рецепторы стероидных гормонов могут находиться в цитоплазме и ядре).

   В отсутствие гормона внутриклеточные рецепторы связаны обычно с другими белками в цитозоле или ядре. Например, рецепторы глюкокортикоидов образуют в цитозоле комплекс с шапероном, что препятствует связыванию рецептора с молекулой ДНК (рис. 3).

Рис. 3. Регуляция активности рецептора стероидных гормонов. 1 – в отсутствие гормона рецептор через гор-монсвязывающий домен образует комплекс с шапероном, что препятствует связыванию рецептора с молекулой ДНК; 2 – в присутствии гормона рецептор освобождается от шаперона, образуется димер рецептора, который присоединяется к молекуле ДНК и вызывает активацию транскрипции.

 Взаимодействие гормона с центром связывания на С-концевом участке полипептидной цепи рецептора вызывает конформационные изменения и освобождение рецептора от шаперона. Происходит объединение 2 молекул рецептора с образованием гомодимера.

Димер рецептора узнаёт специфическую последовательность нуклеотидов, которая расположена в промоторной области гена. Взаимодействие со специфическим участком ДНК HRE (от англ, hormone response element, элемент, реагирующий на воздействие гормона) обеспечивает центральный домен рецептора.

Этот домен содержит аминокислотную последовательность, образующую 2 “цинковых пальца”. В каждом “цинковом пальце” атом цинка связан с 4 остатками цистеина.

 В структуре одного “цинкового пальца” имеется последовательность аминокислот, отвечающая за связывание с ДНК, а второй “цинковый

Источник: https://biohimist.ru/referaty-po-biokhimii/29-gormony-otvety-na-voprosy/254-mehanizm-dejstvija-steroidnyh-i-tireoidnyh.html

Рецепторы гормонов

Рецепторы стероидных гормонов находятся в

Классификация по механизму действия

Классификация по месту образования

Классификация гормонов по биологическим функциям

Классификация гормонов

Гормоны классифицируются по химическому строению, биологическим функциям, месту образования и механизму действия.

Классификация по химическому строению. По химическому строению гормоны делят на 3 группы (табл. 12.1):

– пептидные или белковые;

– производные аминокислот;

– стероидные

– производные арахидоновой кислоты – эйкозаноиды (оказывают местное действие)

Таблица 12.1

Классификация гормонов по химическому строению

Пептидные (белковые) Производные аминокислот Стероиды
Кортикотропин Соматотропин Тиреотропин Пролактин Лютропин Лютеинеизирующий гормон Фолликулостимули-рующий гормон Мелоноцитстимули-рующий гормон Вазопрессин Окситоцин Паратгормон Кальцитонин Инсулин Глюкагон Адреналин   Норадреналин   Трийодтиронин (Т3) Тироксин (Т4) Глюкокортикоиды   Минералокорти-коиды Андрогены Эстрогены Прогестины Кальцитриол

Клетки некоторых органов, не относящихся к железам внутренней секреции (клетки ЖКТ, клетки почек, эндотелия и др.), также выделяют гормоноподобные вещества (эйкозаноиды), которые действуют в местах их образования.

По биологическим функциям гормоны можно разделить на несколько групп (табл. 12.2.)

Таблица 12.2.

Классификация гормонов по биологическим функциям.

Регулируемые процессы Гормоны
Обмен углеводов, липидов, аминокислот. Водно-солевой обмен. Обмен кальция и фосфатов.   Репродуктивная функция.   Синтез и секреция гормонов эндокринных желез. Инсулин, глюкагон, адреналин, кортизол,тироксин,соматотропин. Альдостерон, вазопрессин. Паратгормон, кальцитонин, кальцитриол. Эстрогены, андрогены, гонадотропные гормоны. Тропные гормоны гипофиза, либерины и статины гипоталамуса.

Эта классификация условна, поскольку одни и те же гормоны могут выполнять разные функции.

Например, адреналин участвует в регуляции обмена липидов и углеводов и, кроме этого, регулирует артериальное давление, частоту сердечных сокращений, сокращение гладких мышц.

Эстрогены регулируют не только репродуктивную функцию, но и оказывают влияние на обмен липидов, индуцируют синтез факторов свертывания крови.

По месту образования гормоны делятся на гормоны гипоталамуса, гипофиза, щитовидной железы, паращитовидных желез, поджелудочной железы, надпочечников, половых желез.

По механизму действия гормоны можно разделить на 3 группы:

1) Гормоны, не проникающие в клетку и взаимодействующие с мембранными рецепторами (пептидные, белковые гормоны, адреналин). Сигнал передается внутрь клетки с помощью внутриклеточных посредников (вторичные мессенджеры). Основной конечный эффект – изменение активности ферментов;

2) гормоны, проникающие в клетку (стероидные гормоны, тиреоидные гормоны). Их рецепторы находятся внутри клеток. Основной конечный эффект – изменение количества белков-ферментов через экспрессию генов;

3) гормоны мембранного действия (инсулин, тиреоидные гормоны). Гормон является аллостерическим эффектором транспортных систем мембран. Связывание гормона с мембранным рецептором приводит к изменению проводимости ионных каналов мембраны.

Основные свойства и особенности действия гормонов

1. Высокая биологическая активность. Гормоны регулируют метаболизм в очень малых концентрациях – 10-8 – 10-11М.

2. Дистантность действия. Гормоны синтезируются в эндокринных железах, а биологические эффекты оказывают в других тканях-мишенях.

3. Обратимость действия. Обеспечивается адекватным ситуации дозированным освобождением и последующими механизмами инактивации гормонов. Время действия гормонов различно:

· пептидные гормоны: сек – мин;

· белковые гормоны: мин – часы;

· стероидные гормоны: часы;

· йодтиронины: сутки.

3. Специфичность биологического действия.

4. Плейотропность (многообразие) действия. Например, катехоламины рассматривались как краткосрочные гормоны стресса. Затем было выявлено, что они участвуют в регуляции матричных синтезов и процессов, определяемых геномом: памяти, обучения, роста, деления, дифференциации клеток.

5. Дуализм регуляций (двойственность). Так, адреналин как суживает, так и расширяет сосуды. Йодтиронины в больших дозах увеличивают катаболизм белков, в малых – стимулируют анаболизм.

Биологическое действие гормонов проявляется через их взаимодействие с рецепторами клеток-мишеней. Клетки, наиболее чувствительные к влиянию определенного гормона, называют клеткой-мишенью. Специфичность гормонов по отношению к клеткам-мишеням обусловлена наличием у клеток специфических рецепторов, которые входят в состав плазматических мембран.

Рецепторы – это специфические структуры клетки, обладающие высоким сродством по отношению к одному определенному гормону.

Рецепторы по химической природе являются, сложными белками (гликопротеинами). Рецепторы пептидных гормонов и адреналина располагаются на поверхности мембраны и содержат три домена.

Первый домен расположен на внешней стороне клеточной мембраны, содержит гликозилированные участки и обеспечивает узнавание и связывание гормона. Второй домен – трансмембранный.

Третий (цитоплазматический) домен создает химический сигнал в клетке.

Рецепторы стероидных и тиреоидных гормонов содержат три функциональные области:

– домен узнавания и связывания гормона;

– домен связывания с ДНК;

– домен, отвечающий за связывание с другими белками, вместе с которыми участвует в регуляции транскрипции.

Механизм передачи гормональных сигналов через мембранные рецепторы

Гормоны (первичные посредники) связываются с рецепторами на поверхности клеточной мембраны и образуют комплекс гормон-рецептор. Этот комплекс трансформирует сигнал первичного посредника путем изменения концентрации внутри клетки вторичных посредников. Вторичными посредниками являются: циклический АМФ (цАМФ), цГМФ, инозитолтрифосфат (ИФ3), диацилглицерол (ДАГ); Са2+, NO (оксид азота II).

1. Аденилатциклазная система.

Гормоны, взаимодействие которых с рецептором клетки-мишени приводит к образованию цАМФ действуют через систему, включающую: белок-рецептор, G-белок и фермент аденилатциклазу.

Известно более 200 различных G-белков. В отсутствие гормона G-белок связан с ГДФ и неактивен. Образование комплекса гормон-рецептор приводит к конформационным изменениям G-белка, замене ГДФ на ГТФ и активации G-белка. Существуют GS-стимулирующий и GI-ингибирующий аденилатциклазу белки.

Последовательность событий, приводящих к изменению активности аденилатциклазы:

– связывание гормона с рецептором;

– комплекс гормон-рецептор взаимодействует с G-белком, изменяя его конформацию;

– вследствие изменения конформации G-белка происходит замена ГДФ на ГТФ;

– комплекс GS-белок • ГТФ активирует аденилатциклазу (комплекс GI-белок • ГТФ ингибирует аденилатциклазу);

– активация аденилатциклазы приводит к увеличению скорости образования цАМФ из АТФ.

Далее образовавшийся под действием аденилатциклазы цАМФ активирует протеинкиназу А. Активированная протеинкиназа А фосфорилирует ферменты и другие белки, что сопровождается изменением функциональной активности белков-ферментов(активацией или ингибированием).

Протеинкиназа – это внутриклеточный фермент, который может существовать в двух формах.

В отсутствие цАМФ протеинкиназа представлена тетрамером, состоящим из двух каталитических (2С) и двух регуляторных (2R) субъединиц (неактивный фермент).

В присутствии цАМФ протеинкиназный комплекс обратимо диссоциирует на одну 2R-субъединицу и две свободные каталитические субъединицы С. Субъединицы С обладают ферментативной активностью.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/1_121039_retseptori-gormonov.html

Физиология человека и животных

Рецепторы стероидных гормонов находятся в

Большинство сигнальных соединений действует на специфические рецепторные белки в клетках-мишенях. Именно рецепторы обеспечивают возможность регуляторного действия сигнальных соединений в очень низких концентрациях (10-12-10-6 моль/л).

Большинство клеток имеет рецепторы не к одному, а ко многим сигнальным соединениям. Например, в гепатоцитах выявлены рецепторы к инсулину, глюкагону, вазопрессину, гормону роста, пролактину, ряду цитокинов, факторов роста, простагландинам и т.д.

Благодаря этому набору, обеспечивается координация функций одной клетки с состоянием других клеток и клеток других органов и систем.

Активация рецептора, как правило, приводит к изменению активности определенных белков и низкомолекулярных посредников (вторичных посредников), специфичных для каждой ткани.

Рецепторы гормонов представляют собой белки (иногда глико- или липопротеины), расположенные или в мембране клетки (мембранные рецепторы), или внутри клетки – (цитозольные и ядерные), или же могут быть встроены в мембраны эндоплазматической сети (например, рецепторы инозитолтрифосфата). 50 % рецепторов находятся на поверхности клеточной мембраны, остальные – внутри клетки.

В молекуле гормонов можно выделить адресный участок или гаптон, который отвечает за прикрепление молекулы гормона к рецептору, и актон, который оказывает влияние на функции клетки-мишени (рисунок 1). 

Рисунок 1 —  Схема строения рецептора и активных участков в гормоне

(по В.А.Дубынину и др., 2003)

а) – актон в одном участке молекулы гормона;

б) – актон в двух участках молекулы гормона;

1 и 5 – защитные участки; 2 – гаптон; 3 – актон; 4 – усилитель

На поверхности клетки (в клеточной мембране) находятся рецепторы к белковым гормонам – ТТГ, СТГ, гастрину, пролактину, инсулину, инсулиноподобному фактору роста, соматомединам, кальцитонину, энкефалинам, эндорфинам, а также к катехоламинам, простагландинам, серотонину, гистамину и т. д. Внутри клетки находятся рецепторы к стероидным гормонам – глюкокортикоидам, минералокортикоидам, эстрогенам, андрогенам, прогестинам и т. д., а также к тиреоидным гормонам. К некоторым гормонам рецепторы еще не выявлены.

Рецепторы обладают высоким сродством и избирательностью (специфичностью) к гормонам. В одной и той же клетке могут быть десятки разных типов рецепторов.

Их количество меняется в зависимости от уровня гормонов и регуляции их синтеза, в результате чего изменяется и степень воздействия гормонов на клетки-мишени. Характеристиками рецептора являются его специфичность, а также сродство (высокое или низкое).

Сродство – это способность рецепторов данной структуры насыщаться гормоном. Эти характеристики сходны с таковыми у ферментов при описании ферментативной кинетики. Чем ниже сродство, тем быстрее происходят процессы ассоциации и диссоциации сигнальной молекулы с рецептором.

Так, ассоциация нейромедиаторов может происходить за доли секунды, а для насыщения рецептора стероидными гормонами требуется несколько минут.

Связывание лиганда с рецептором приводит к изменениям конформации последнего, в результате чего меняется его способность взаимодействовать с эффекторными молекулами системы проведения сигнала или меняется ферментативная активность самого рецептора.

Некоторые рецепторы после взаимодействия с лигандом олигомеризуются, в результате чего может, например, происходить сближение фермента (внутриклеточного домена одной субъединицы рецептора) с субстратом (внутриклеточным доменом другой субъединицы рецептора).

Десенситизация, то есть снижение активности рецептора, как механизм самоограничения развития эффектов может происходить, например,  путем кластеризации (образование скоплений), последующей интернализации (захвата внутрь клетки) и частичной или полной деградации с помощью систем протеолиза.

Максимальный биологический эффект, как правило, наблюдается в том случае, когда концентрация гормона обеспечивает связывание примерно с 5-10 % специфических участков связывания на рецепторах. Если же количество гормона слишком мало или слишком велико, активность рецепторов может меняться.

Механизмы действия стероидных и тиреоидных гормонов. Ядерные рецепторы. Это белки-рецепторы стероидных гормонов, ретиноидов, тиреоидных гормонов и витамина D3. Каждый рецептор имеет участок связывания лиганда и участок, взаимодействующий с соответствующим фрагментом ДНК, то есть ядерный рецептор представляет собой фактор транскрипции, активируемый лигандом (рисунок 2).

Рисунок 2 — Схема действия стероидных и тиреоидных гормонов на клетку

((по В.А.Дубынину и др., 2003)

1 – гормон, 2 – рецептор, 3 – клетка, 4 – ядро,

5 – комплекс гормон-рецептор, 6 – клеточная мембрана

Рецепторы для липофильных гормонов называются ядерными гормональными рецепторами, потому что они находятся в ядре и в результате их взаимодействия с гормоном активируется генетическая транскрипция (образуется мРНК).

Образовавшаяся мРНК способствует синтезу специфических белков-ферментов, которые изменяют метаболизм в клетке-мишени. Рецептор активируется путем связывания со специфическим гормоном, после чего он может связаться со специфической областью в ДНК – т.наз. гормон-чувствительный элемент.

Он представляет собой короткий фрагмент ДНК, содержащий характерные нуклеотидные основания, располагающиеся рядом с транскрибируемым геном. Ядерные гормональные рецепторы составляют два основных вида или группы – стероидная группа и тироидная группа.

Стероидная группа содержит в рецепторном участке два одинаковых участка – гомодимер. Тироидная группа представляет собой гетеродимер и, кроме рецепторов к тироидным гормонам, содержит также рецепторы к активной форме витамина Д и к ретиноевой кислоте (образующейся из витамина А).

Витамин Д и ретиноевая кислота, как и стероиды и тиреоидные гормоны, являются липофильными молекулами, которые играют важную роль в регуляции клеточных функций и физиологии органов.

Если цитоплазматический рецептор связывается с гормоном в цитоплазме, затем он переносится (транслоцируется) в ядро, где он связывается со специфическим гормональным доменом ДНК. Этот домен состоит из 2 частей, каждая из которых содержит 6 нуклеотидных оснований, разделенных на сегменты по 3 нуклеотида.

1 стероидный рецептор, связанный с 1 молекулой гормона, присоединяется к одному трехнуклеотидному фрагменту. К другому фрагменту присоединяется второй рецептор со второй молекулой гормона и дальше они действуют вместе – так называемая гомодимер.

Только после димеризацииактивированный ядерный рецептор стимулирует транскрипцию отдельных генов, происходит трансляция РНК и увеличивается синтез белка 5-6 ферментов.

В отличие от стероидных гормонов, неактивный рецептор для Т3 находится в ядре.

Т3 переносится в ядро с помощью каких-то неспецифических связывающих белков, где он связывается с лиганд-связывающим доменом рецептора, и только после этого ДНК-связывающий домен может присоединяться к ДНК-гормон-чувствительному фрагменту.

В отличие от стероидных рецепторов, тиреоидные рецепторы являются гетеродимерами. Другая его половина является рецептором не для Т3, а для производного витамина А.

Оба лиганда должны присоединиться к двум частям рецептора, и только после этого он может присоединиться к ДНК, стимулировать транскрипцию генов, образование специфической мРНК и, соответственно, синтез соответствующих ферментов. 10-12 белков-ферментов, участвующих в метаболизме и процессах  энергообразования.

Механизмы действия белковых гормонов и биогенных аминов. Все эти гормоны не проникают через клеточные мембраны, поэтому для реализации своих эффектов используют так называемые вторые посредники (первыми посредниками обычно называют сами гормоны, т.к.

они являются переносчиками сигналов от желез внутренней секреции к клеткам). Вторые посредники – это вещества, передающие информацию внутри клетки от клеточной мембраны к органеллам клетки.

После того, как эти гормоны свяжутся с мембранными рецепторными белками, эти белки активируют специфические белки в плазматической мембране, в результате чего выделяются вторые посредники.

Мембранные рецепторы подразделяют на каталитические, связанные с ионными каналами, являющиеся ионными каналами, действующие через G-белки и освобождающие факторы транскрипции.

Небольшое число молекул гормона, связываясь с рецепторами, вызывает образование гораздо большего числа молекул вторых посредников, которые в свою очередь влияют на активность еще большего числа молекул белков, то есть происходит амплификация сигнала.

К вторым посредникамотносят цАМФ и цГМФ, инозитолтрифосфат (ИТФ), диацилглицерол, Са2+, продукты окисления арахидоновой кислоты и некоторые другие (рисунок 3). В любом случае лиганды действуют прежде всего на G-белки, активируя его, а конечным этапом каскада реакций с участием вторых посредников является активация протеинкиназ.

Рисунок 3 — Механизм действия вторых посредников

Система второго посредника цАМФ-аденилатциклаза. цАМФ был первым «вторым посредником», который открыли в 60-е г.г. ХХ в. В результате соединения гормона с рецептором, который представляет собой т.наз.

G-белок (ГТФ-активируемый белок), происходит диссоциация субъединицы из G-белкового комплекса. Эта субъединица активирует аденилатциклазу, в результате чего активируется реакция распада АТФ до цАМФ и пирофосфата.

Увеличение концентрации цАМФ в цитоплазме ведет к активации протеинкиназы. Активная протеинкиназа катализирует фосфорилирование различных белков в клетках-мишенях. В результате этого одни белки активируются, а другие инактивируются.

Таким образом цАМФ модулирует активность белков, которые уже находятся в клетке, в результате чего меняется метаболизм в клетке-мишени в ответ на действие гормона.

Связывание некоторых гормонов с соответствующим рецептором может приводить не к активации, а к угнетению аденилатциклазы и таким образом к уменьшению образования цАМФ.

Система второго посредника цГМФ-гуанилатциклазавключает в себя через G-белок гуанилатциклазу с последующим образованием цГМФ. Данная система, очевидно, играет важную роль в происходящей под действием света гиперполяризации мембран палочек в сетчатке глаза, в механизмах действия натрийуретического пептида.

Система второго посредника фосфолипаза С – Са2+ – инозитолтрифосфат. В ней также эффект стимуляции рецептора переносится на ГТФ-активируемый G-белок на внутренней поверхности мембраны.

Затем мембранный липид фосфатидилинозитол  превращается в фосфатидилинозитолдифосфат, который расщепляется на инозитолтрифосфат (ИТФ) и диацилглицерол.

Мембрана эндоплазматического ретикулума содержит рецепторы для ИТФ, активация которых вызывает открытие Са2+-каналов, вследствие чего Са2+ диффундирует из эндоплазматического ретикулума в цитоплазму и вызывает резкий и быстрый подъем концентрации Са2+ в цитоплазме.

В цитоплазме Са2+ связывается с белком калмодулином, который, в свою очередь, активирует специфическую протеинкиназу (которые фосфорилируют белки), в результате чего меняется активность определенных ферментов. Диацилглицерол активирует С-киназу, которая запускает фосфорилирование белков, переводя их в активную форму.

Кальций является важным компонентом системы вторых посредников. Он может проникать в клетку через специфические мембранные каналы, когда они находятся в открытом состоянии, например, при изменении мембранного потенциала.

Возникающее в результате повышение концентрации Са2+ запускает важные реакции в клетке, такие, как сокращение миофибрилл, которое является основой мышечного сокращения, или выделение везикул, содержащих медиаторы, из нервных окончаний.

Са2+, оказывающий регуляторное действие, может высвобождаться также и из внутриклеточных депо, таких, как эндоплазматический ретикулум.

Концентрация Са2+ в цитоплазме в норме поддерживается на очень низком уровне (в 10 тысяч раз меньше, чем во внеклеточной жидкости) посредством переносчиков активного транспорта – кальциевого насоса – в плазматической мембране.

Очень низкий уровень Са2+ в цитоплазме способствует тому, что различные стимулы могут вызывать очень краткие и быстрые потоки Са2+ в цитоплазму, что служит сигналом к активации различных контролирующих систем. Например, на терминалях аксонов вход Са2+ по электрорегулируемым Са-каналам в плазматическую мембрану служит сигналом для выделения нейромедиаторов. Таким же образом стимулируется мышечное сокращение: начальным сигналом является вход Са2+ в цитоплазму мышечного волокна.

Источник: https://edu.grsu.by/physiology/?page_id=912

Моя железа
Добавить комментарий