Аденилатциклазный механизм

Гормоны, у которых рецепторы находятся на поверхности клетки, в нее не проникают, а действуют через вторых посредников.

Второй посредник - цАМФ, образуется в цитоплазме.

1. цАМФ образуется при помощи трех связанных с мембраной белков:

а) белок-рецептор, состоящий из трех частей

 

б) G-белок

состоит из трех субъединиц (α, β, γ), α в неактивном виде соединена с ГДФ

 

в) аденилатциклаза (АЦ) - аллостерический фермент, активный центр - в цитоплазме.

 

Механизм действия:

 

2. Гормон соединяется с рецептором менее 1 с и называется первичным вестником сигнала. Образуется гормон-рецепторный комплекс, при этом меняется конформация интегральной части рецептора, и эти изменения передаются на G-белок.

3. У G-белка отщепляется ГДФ и присоединяется ГТФ. В результате G-белок активируется, сродство α-ГТФ к β и γ ослабевает, она отделяется от них.

4. α-ГТФ перемещается по мембране (латеральная диффузия) к аденилатциклазе и активирует ее аллостерически.

5. После этого α-субъединица проявляет ГТФ-азную активность и расщепляет ГТФ до ГДФ+Ф.

6. У α-ГДФ повышается сродство к β и γ, она соединяется с ними, G-белок инактивируется.

7. Активированная аденилатциклаза с высокой скоростью катализирует образование цАМФ из АТФ, причем их образуется сотни, т.е. сигнал усиливается.

8. В цитоплазме находится протеинкиназа А (А-киназа, ПКА). Она состоит из 4 субъединиц (2 регуляторных, 2 каталитических). В отсутствии цАМФ, т.е. в неактивном виде, они соединены вместе.

9. После образования цАМФ соединяется с регуляторными субъединицами А-киназы.

10. В результате регуляторные субъединицы отщепляются, а каталитические активируются.

11. Они могут изменять активность имеющихся ферментов путем фосфорилирования или дефосфорилирования. Донором фосфора является концевая группа АТФ.

Таким образом, механизм действия через вторых посредников можно представить как «каскад» - цепь последовательных биохимических реакций, приводящих к усилению сигнала.

 

Са²⁺ как второй посредник

Гормоны, у которых рецепторы находятся на поверхности клетки, в нее не проникают, а действуют через вторых посредников.

Использование Са²⁺ как второго посредника возможно благодаря тому, что в цитоплазме может повышаться его концентрация.

 

 

1. В цитоплазме концентрация Са²⁺ в норме 10^-7 моль, а снаружи – 10^-5. Под воздействием каких-либо факторов (химических – гормоны, или электрических – потенциал-зависимые Са²⁺-каналы) в мембранах открываются специальные Са²⁺-каналы, через которые Са²⁺ поступает в цитоплазму. Следовательно, его концентрация в цитоплазме повышается.

2. В цитоплазме Са²⁺ оказывает несколько эффектов: может связываться со специфическим белком кальмодулином (Ка) (связывающим 4 Са²⁺), который может менять свою конформацию и…

3. Активировать Са²⁺-кальмодулин-зависимую протеинкиназу (Са²⁺/КаПК).

4. Са²⁺/КаПК может активировать ферменты путем фосфорилирования или дефосфорилирования за счет концевой группы АТФ.

5. Са²⁺ может связываться с другими цитоплазматическими белками-ферментами (тропонин, пируваткиназа, амилаза).

6. Небольшое количество Са²⁺ связывается со специфическими цитоплазматическими белками для депонирования.