Cea mai studiată este calea de adenilat ciclază a transmisiei semnalului hormonal. Aceasta implică cel puțin cinci proteine bine studiate. 1) receptorul hormonal; 2) enzima de adenilil ciclază. îndeplinirea funcției de sinteză a AMP ciclic (cAMP); 3) proteina G, care realizează legătura între adenilat ciclază și receptor; 4) protein kinaza dependentă de cAMP. catalizarea fosforilării enzimelor intracelulare sau a proteinelor țintă, respectiv schimbarea activității lor; 5) fosfodiesteraza. care determină degradarea cAMP și, prin urmare, oprește (întrerupe) acțiunea semnalului (Figura 8.5).
Primit în formă pură # 945; - și Receptorii adrenergici din membranele plasmatice ale celulelor hepatice. mușchii și țesutul adipos. Sa demonstrat că legarea unui hormon cu Receptorul adrenergic duce la modificări structurale în domeniul intracelular al receptorului. care la rândul său asigură interacțiunea receptorului cu a doua proteină a căii de semnalizare - legarea GTP.
Proteina legată de GTP - proteina G - este un amestec de 2 tipuri de proteine. active Gs (de la G stimulant engleză) și inhibitor Gi cu mol. cu o masă de 80000-90000. Fiecare dintre ele are trei subunități diferite (# 945; -, # 946; - și # 947 ;-), adică acestea sunt heterotrime. Este arătat că Subunitățile lui Gs și Gi sunt identice (greutate moleculară 35000); în același timp # 945; subunitate p, care sunt produse de gene diferite (. Mol greutate 45,000 și 41,000) sa dovedit responsabil pentru manifestarea activatorului G-proteină și activitatea inhibitoare, respectiv. complex Gormonretseptorny rapoarte de capacitatea proteinei-G nu numai ușor de schimbat PIB legat de GTP endogen, dar, de asemenea, traduce -belok Gs în stare activată, în care activa G-proteina disociază în prezența Mg 2+ ioni la # 946; -, # 947; - complexe # 945; -subunit G în formularul GTP; Acest complex activ se deplasează apoi la molecula de adenilat ciclază și o activează. Complexul însuși este apoi supus la auto-inactivare datorită energiei de descompunere a GTP și reasocierii # 946; - și Subunități cu formarea formelor GDF originale Gs.
Fig. 8.5. Calea de adenilat ciclază a transmiterii semnalului hormonal.
Receptor receptor recombinant; Proteina G-G; AC-adenilat ciclaza.
Proteina kinaza este o enzimă intracelulară. prin care cAMP implementează efectul său. Protein kinaza poate exista în 2 forme. În absența cAMP Proteina kinaza este prezentată ca un complex tetrameric constând din două catene catalitice (C2) și două (R) subunități cu un mol. mase de 49.000 și, respectiv, 38.000; în această formă enzima este inactivă. În prezența cAMP, complexul de protein kinază disociază reversibil într-o subunitate R2 și două subunități catalitice libere de C; acestea din urmă au activitate enzimatică. catalizând fosforilarea proteinelor și a enzimelor. prin urmare, schimbarea activității celulare.
Trebuie remarcat faptul că în celule au fost descoperite o mare categorie de proteine kinaze dependente de cAMP. numite proteine kinaze A; ele catalizează transferul grupării fosfat la grupările OH ale serinei și treoninei (așa-numitele serin-treonin kinaze). O altă clasă de proteine kinaze. în particular, activat de un receptor de insulină (vezi mai devreme), acționează numai asupra grupării OH tirozină. Cu toate acestea, în toate cazurile, adăugarea unei grupări fosfatice cu încărcătură înaltă și în vrac provoacă nu numai modificări conformaționale în proteinele fosforilate. dar își schimbă activitatea sau proprietățile cinetice.
Activitatea multor enzime este reglată de dependentă de cAMP fosfo-rilirovaniem, respectiv, cea mai mare parte a hormonului proteic peptidului activeaza procesul. Cu toate acestea, o serie de hormoni au un efect disuasiv asupra adenilat ciclazei. reducând astfel nivelul de cAMP și fosforilarea proteinelor. În special, hormonul somatostatin. conectarea cu receptorul său specific - inhibitor al proteinei-G (Gi care este un omolog structural Gs -protein (vezi anterior) ingibi-ruet adenilat ciclazei și sinteza cAMP care produce un efect opus numit adrenalina și glucagon într-un număr de organe .... prostaglandine (în special RGE1) exercită, de asemenea, un efect inhibitor asupra adenilat ciclazei. deși același organ (în funcție de tipul de celule), iar același lucru se poate activa sinteza PGE1 de cAMP.
Un studiu mai detaliat mecanismul de activare si reglarea glicogenului muscular. activând dezintegrarea glicogenului. Alocați 2 forme: a activă catalitic - fosforilazaa și inactive - fosfo-rilaza b. Ambele fosforilaza construite din două subunități identice (mol. Greutate 94.500) în fiecare rest de serină la poziția 14 este supusă fosforilare-defosforilare proces, activarea și inactivarea, respectiv (fig. 8.6).
Sub acțiunea kinazei fosforilazei b, a cărei activitate este reglată de proteina kinază dependentă de cAMP. ambele subunități ale unei molecule de formă inactivă a fosforilazei b sunt supuse fosforilării covalente și sunt transformate în fosforilază activă a. Defosforilarea acestuia din urmă sub acțiunea fosfatazei fosforilase specifice determină inactivarea enzimei și revenirea la starea inițială.
În țesutul muscular, sunt deschise 3 tipuri de reglare a glicogenului fosforilazei. Primul tip este reglementarea covalentă, bazată pe fosforilarea-defosforilarea dependentă de hormoni a subunităților de fosforilază (vezi Figura 8.6).
Cel de-al doilea tip este reglementarea alosterică. Se bazează pe reacțiile de adenilare-deadenilare a subunităților b glicogen fosforilazei (respectiv, activarea-inactivare). Direcția reacțiilor este determinată de raportul dintre concentrațiile AMP și ATP. aderarea nu la centrul activ. ci la centrul alosteric al fiecărei subunități (Figura 8.7).
Într-un mușchi de lucru, acumularea AMP. cauzate de deșeurile de ATP. determină adenilarea și activarea fosforilazei b. În rest, dimpotrivă, concentrații ridicate de ATP. înlocuind AMF. duce la inhibarea alosterică a acestei enzime prin deadenylation.
cAMP și proteina kinaza joacă un rol central în reglarea hormonală a sintezei și descompunerii glicogenului în ficat (Figura 8.8). Pentru detalii privind transformările chimice ale glicogenului, vezi capitolul 10.
Al treilea tip este reglarea calciului, bazată pe activarea alosterică a fosforilazelor kinază b cu ioni de Ca2 +. a căror concentrație crește cu contracția musculară, promovând astfel formarea fosforilazei active a.
