Biokhimia_cheloveka_Marri_tom_2 (1123307), страница 55
Текст из файла (страница 55)
Ферменты, регулируемые комплексом каль- ций-кальмодулии Аденилатциклаза Са'+-зависимая протеинкипаза Са '+~Ма'+-АТРаза Са " ~фоефолипид-зависимая протеиикинвза Фосфодиэстераза циклических нуклеотидов Глиперол-3-фосфат-дегидрогеназа Гликогенсиптаза Гуанилатциклаза Миозинкяназа ХАЮ-киназа Фосфолипаза А, Кииаза фосфорилазы Пируваткарбоксилаза Пируватдегидрогеназа Пируваткиназа Кальций как медиатор действия гормонов Роль ионизированного кальция в действии гормонов доказывается следующими наблюдениями: эффект многих гормонов 1) исчезает в бескальциевой среде или при истощении внутриклеточных запасов Са'+; 2) может быть имитирован с помощью агентов, увеличивающих концентрацию Са'+ в цито- золе, например Са"-ионофора А23187; 3) сопряжен с транспортом Са" в клетку.
Все эти явления были довольно подробно изучены на клетках гипофиза, гладких мышц, слюнных желез и на тромбоцитах; наиболее полно исследован механизм регуляции метаболизма гликогена в печени вазопрессином и Х- адренергическими катехоламннами. Указанный механизм схематически представлен на рис. 19.5 и 19.7.
Добавление а,-агонистов или вазопрессина к изолированным гепатоцитам уже через несколько секунд вызывает 3-кратное увеличение содержания Са'+ в цитозоле (с 0,2 до 0,6 мкмоль/л). Это увеличение предшествует такому же возрастанию активности фосфорнлазы; изучение каждого из указанных эффектов показало, что они наблюдаются при сопоставимых концентрациях гормона. а,-Антагонисты ингибируют повышение Са" в цитозоле; удаление гормона приводит к быстрому снижению как концентрации Са" в цитозоле, так и количества фосфорилазы а.Первоначально Са" поступает, очевидно, из клеточных органелл, причем запасенного в них Са", видимо, достаточно для того, чтобы мог проявиться немедленный эффект гормона. Для более продолжительного действия необходим либо вход Са" в клетку, либо торможение его выхода, осуществляемого Са"-насосом.
Последний процесс зависит от происходящего одновременно возрастания концентрации сАМР. Активация фосфорилазы происходит путем превращения фосфорилазы Ь в фосфорилазу а под дей- 168 ствием фермента киназы фосфорилазы Ь. В состав этого фермента (в качестве его Ь-субъединицы) входит кальмодулин, и активность фермента возрастает при увеличении концентрации Са" в пределах О,1 — 1 мкмоль/л, т.е. в тех же пределах, в каких содержание ионов кальция в цитозоле печени повышается в присутствии гормона.
Связь между Са" и активацией фосфорилазы совершенно определенна. С помощью Са" или путем фосфорилирования или обоими способами одновременно осуществляется регуляция целого ряда ключевых ферментов метаболизма; к их числу относятся гликогенсинтаза, глицерол-3-фосфат — дегидрогеназа, пируватдегидрогеназа, пируваткиназа и пируваткарбоксилаза. Остается не ясным, прямо ли участвует в этой регуляции кальмодулин или же основная роль принадлежит недавно открытым протеинкиназам (Са" /кальмодулин-зависимой либо Са" /фосфолипид-зависимой). Роль продуктов превращения фосфоипозытидов в Са+'-зависимом действии гормонов Очевидно, что коммуникация между рецептором гормона на плазматической мембране и внутриклеточными резервуарами Са" должна осуществляться с помощью какого-то сигнала.
Наиболее вероятные кандидаты на роль такого сигнала — продукты превращения фосфоинозитидов. Фосфатидилинозитол- 4,5-6исфосфат под действием фосфолипазы С гидролизуется до миоииозитол-1,4,5-трифосфата я диацилглицерола (рис. 44.5). В гепатоцитах эта реакция наблюдается через несколько секунд после добавления вазопрессина или адреналина. Как показано на различных препаратах мембран и целых органелл, миоинозитол-Р, в концентрациях 0,1 — 0,4 мкмоль/л вызывает очень быстрое высвобождение Са-". Попытки воспроизвести действие гормона посредством этого соединения (а это важный этап установления взаимосвязи между ними) были не совсем успешными, вероятно потому, что трудно добиться проникновения миоинозитола-Р, в клетку, а внутри клетки он очень быстро гидролизуется. Другой продукт гидролиза фосфоинозитида — 1,2-диацилглицерол — активирует Са"-фосфолипид-зависимую протеинкиназу за счет увеличения Км-фермента по отношению к Са".
Вопрос о том, какую роль играет этот процесс в действии Са"-зависимых гормонов, в настоящее время исследуется. Действие стероидогенных агентов, в том числе АКТГ и сАМР в коре надпочечников; ангиотензина П, К', серотонина, АКТГ и дибутирил-сАМР в клубочковой зоне надпочечников; ЛГ в яичниках; ЛГ и сАМР в клетках Лейдига (в семенниках), сопряжено с возрастанием концентраций фосфатидной ки- слоты, фосфоинозитола и полифосфон поз итидов в соответствующих тканях-мишенях.
Можно привести еще несколько примеров. Так, через 5 — 10 с после добавления ТРГ к клетках гипофиза в них заметно возрастает расщепление фосфоинозитидов фосфолипазой С; при этом повышается уровень инозитолди- и трифосфатов в клетках и в результате происходит мобилизация внутриклеточного кальция. Это ведет к активации Са"-зависимой протеинкиназы, которая в свою очередь фосфорилирует ряд белков (один из них, вероятно, участвует в высвобождении ТСГ). Кальций, по-видимому, служит также внутриклеточным медиатором действия ГнРГ на высвобождение ЛГ. Полагают, что в этом процессе участвует также кальмодулин. Роль кальция и продуктов расщепления полифосфоинозитидов в действии гормонов представлена на рис.
44.5. Как видно из схемы, продукты гидролиза фосфоинозитидов служат вторыми посредниками, а Са' — фактически третьим посредником. Схему можно было бы дополнить тем, что в сопряжении событий, происходящих на мембране, с высвобождением Са" участвует, возможно, О-белок. Такая сложнейшая сеть внутриклеточных посредников. повидимому, не уникальное явление. 3. ГОРМОНЫ С НЕИЗВЕСТНЫМ ВНУТРИКЛЕТОЧНЫМ ПОСРЕДНИКОМ Для многих важных гормонов внутриклеточный посредник не идентифицирован.
Любопытно, что эти гормоны распадаются на две группы. Одну из них составляют инсулин, инсулиноподобные факторы роста (ИФР-1 и ИФР-2) и ряд других факторов роста, причем все они, видимо, происходят от общего предшественника. Другая большая группа — это белки, принадлежащие генетически к семейству гормона роста (гормон роста, пролактин, хорионический соматомаммотропин) и явно родственные между собой (см. гл. 45). Указанные группы несколько перекрываются, поскольку ИФР-1 опосредует, повидимому, многие эффекты гормона роста. Окситоцин не входит ни в первую, ни во вторую группу. Очень много усилий было затрачено на то, чтобы выявить внутриклеточный посредник инсулина.
В качестве кандидатов на эту роль рассматривали целый ряд соединений: сАМР, сОМР, Н,О „Са" и сам инсулин. Неоднократно сообщалось об обнаружении в тканевых экстрактах тех или иных кмедиаторов»вЂ” производных белков или фосфолипидов, но до сих пор ни один из них не выделеп и не охарактеризован. Недавно было обнаружено, что рецептор инсулина обладает собственной тирозинкиназной активностью; это вызвало интерес к поиску каскада реакций фосфорилирования, на основе которых можно было бы объяснить механизм действия инсулина.
Указан- Действие ное наблюдение, к тому же не единичное, поскольку тирозинкнназной активностью обладает и фактор роста эпидермиса, стимулировало изучение рецептора инсулина. Нужно отметить, что фактор роста из тромбоцитов тоже является тирозинкиназой, очень сходной со специфическими продуктами онкогенов ч-згв и с-лю (соответственно вирусного и клеточного происхождения). При воздействии этого фактора роста на клетки-мишени Гфибробласты, клетки глин или гладких мышц) синтезируются продукты ряда генов, вовлеченные в последующую репликацию этих клеток. По всей вероятности, в действии этой большой группы гормонов используются совершенно разные механизмы внутриклеточной сигнализации, но традиционные посредники определенно в этом не участвуют.
ЛИТЕРАТУРА Алй «вол Х Е. ТЬе еГГес1 оГ в!его!д Ьоппопев оп 8еие 1гапвспр6оп. 1и: В!о1о81са1 Ке8ц!аг)ои апд Оече1оршепс, Оо1дЬег8ег К. Р., г'агпашого К. й. (едв.), ч'о1. 38, Ноппопе Ас6оп, Р1епшп Ргезв, 1985. гормонов 1б9 В!асйто«е р. «"., Ехгол .Г. Н. МесЬашвшв 1пчо!чед !п ГЬе ас6опв оГ са)спнп дерепдепг Ьоппопев 1п: ВюсЬеппса1 Ас6оп оГ ГЬе Ноппопез, Уо!. 12, Г.!ивась О, Гед,), Асадепцс Ргевз, 1985.
Сап Х.,Г.. )эигаи М. Г.. Ноппопе забои: Сопвго1 оГ гаг8ег-сей Гцпс6ои Ьу рер6де, !Ьуго!д, апд в!его!д Ьоппопез, Ра)~в б1 — !05. 1п: Епдосппо!о8у апд МегаЬоЬзш, Рей8 Р. ег а1. Гедв.), МсОгав-Н!!1, 1981. Сосйла Г. ег а). МесЬашвш ш ГЬе чес!опа! гесергог-адепуйне сус1аве в!8па1 1гапЫцсйоп, Адч. Сусйс Ь!цс1еогЫе Кев., 1984, 17„111. ЕпЬапсегв апд е~йагуойс 8епе ехргевв1оп. 1п: Сцпепг Сошпшшса1юив !и Мо1есц1аг Вю1о8у, О1цвшап г., БЬеи1с Т. Гедв.), СоЫ Ярпп8 НагЬог Ргевв, 1983. 6Итал А. О ргоге1пв апд дца! соп1го1 оГ адепу1аге сус1аве, Се!1, 1984, Зб„577. Меалз А.Я., Сба)ои1еаг Х 6. Са1пюдц! Ьв !и епдосппе сейв, Аппц.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
