Трансмембранная передача гормонального сигнала

1. Аденилатциклазная мессенджерная система: 1) рецептор гормона; 2) фермент аденилатциклаза; 3) G-белок; 4) цАМФ-зависимая протеинкиназа; 5) фосфодиэстераза.

Молекулы белковых гормонов (инсулин), гидрофильные молекулы (адреналин) не проникают через мембрану. Их рецепторы расположены на ней. Связывание гормона (первичного мессенджера) с рецептором приводит к структурным изменениям внутриклеточного домена рецептора, что обеспечивает взаимодействие рецептора с ГТФ-связывающим белком (G-белком). G-белок - смесь 2 белков: активного G_s(от англ. stimulatory) и ингибиторного G_i. В составе каждого имеется три субъединицы (α, β и γ). Функция G-белка - проведение гормонального сигнала на уровне плазматической мембраны. Гормонрецепторный комплекс переводит G_s-белок в активированное состояние, активный G-белок активирует аденилатциклазу.

Аденилатциклаза- интегральный белок плазматических мембран, его активный центр ориентирован в сторону цитоплазмы. Катализирует синтез из АТФ цАМФ (вторичного мессенджера).

Под действием цАМФ неактивная протеинкиназа активируется. Этот фермент катализирует фосфорилирование внутриклеточных ферментов или белков-мишеней, изменяя их активность.

Фосфодиэстераза вызывает распад цАМФ и прекращает действие сигнала.

2. Инозитолфосфатная система включает 3 мембранных белка: рецептор гормона, фосфолипаза С, белок G_plc.

Связывание гормона с рецептором приводит к изменению его конформации и увеличению сродства с белком G_plc (состоит из субъединиц α, β и γ).

При участии ГТФ комплекс «гормон - рецептор – G-белок» диссоциирует с освобождением a-субъединицы. Она взаимодействует с фосфолипазой С и активирует ее. Субстрат фермента – фосфатидилинозитол-4,5-бисфосфат (ФИФ).

В инозитолфосфатной системе в роли вторичных мессенджеров участвуют инозитол-1,4,5-трисфосфат (ИФ-3), диацилглицерин (ДАГ) и ионы Са²⁺. ИФ-3 выходит в цитозоль. ДАГ остается в мембране и активирует протеинкиназу С. ИФ-3 связывается с кальциевым каналом мембраны эндоплазматического ретикулума, канал открывается, и ионы Са²⁺ поступают в цитозоль. Увеличивается скорость взаимодействия ионов Са²⁺ с неактивной протеинкиназой С и белком кальмодулином.

На внутренней стороне мембраны образуется комплекс «протеинкиназа С - Са²⁺ - ДАГ – фосфолипаза С». Активируется протеинкиназа С, которая фосфорилирует ферменты по остаткам серина и треонина.

Кальмодулин имеет 4 центра для связывания Са²⁺. Взаимодействие комплекса «кальмодулин - Са²⁺» с ферментами приводит к их активации.

3. Стероидные и гормоны легко проходят через клеточные мембраны. Рецепторы этих веществ находятся в цитозоле или в ядре клетки (внутриклеточные рецепторы).

Комплекс гормона с рецептором образуется в цитозоле и поступает в ядро, где взаимодействует с регуляторной нуклеотидной последовательностью в ДНК. Изменяются скорости транскрипции структурных генов и трансляции.

Поиск по сайту: