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 рецептором приводит 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: активирующие α_S и ингибирующие α_I.

3. В результате взаимодействия с рецептором β- и γ -субъединицы отщепляются, одновременно на α- субъединице ГДФ заменяется на ГТФ.

4. Активированная таким образом α_S-субъединица стимулирует аденилатциклазу, которая начинает синтез цАМФ.
Если в действо была вовлечена α_I-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 является ГТФ-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. Гормон отрывается от рецептора еще раньше:

· если концентрация гормона в крови велика, то следующая его молекула присоединится к рецептору через малый промежуток времени и повторный запуск АЦ-механизма произойдет быстро – в клетке активируются соответствующие процессы.

· если гормона в крови мало – для клетки наступает некоторая пауза, изменения метаболизма нет.

По этому механизму, который получил название кальций-фосфолипидный механизм, действуют вазопрессин (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 гормона с рецептором приводит к изменению конформации последнего.

2. Это изменение передается на G-белок, который состоит из трех субъединиц (α_P, β и γ), α-субъединица связана с ГДФ.

3. В результате взаимодействия с рецептором β- и γ -субъединицы отщепляются, одновременно на α_P- субъединице ГДФ заменяется на ГТФ.

4. Активированная таким образом α_P-субъединица стимулирует фосфолипазу С, которая начинает расщепление ФИФ₂ до двух вторичных мессенджеров – ИФ₃ и ДАГ.

5. Инозитолтрифосфат открывает кальциевые каналы в эндоплазматическом ретикулуме, что вызывает увеличение концентрации ионов Cа²⁺. Диацилглицерол совместно 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 α_P-субъединица, которая является ГТФ-азой, отщепляет фосфат от ГТФ.

8. Как только ГТФ превратился в ГДФ, то α_P-субъединица инактивируется, теряет свое влияние на фосфолипазу C, обратно соединяется с β- и γ-субъединицами.
Все возвращается в исходное положение.

9. Гормон отрывается 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 гормона в 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 работает атриопептин (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 гуанилатциклазой и 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 имеет четыре разновидности, три из которых связаны с мембраной, четвертый – цитозольный:

· мембраносвязанные формы гуанилатциклазы работают как рецепторы, обладающие каталитической активностью.

· цитозольный фермент является димером и содержит в своем составе гем, он непосредственно взаимодействует в цитозоле с сигнальной молекулой (например, оксидом азота).