Osnovy_biokhimii_Nelson_i_Kokh_tom_1 (1123313), страница 197
Текст из файла (страница 197)
пения последовательностей различных белковых субстратов РКА была выявлена консенсусная последовательность — специфические соседние остатки, необходимые, чтобы «пометить» остаток Бег или ТЬг как мишень лля фосфорилирования (см.табл. 12-2). (6041 Часть 1. 12. Биосигпалиэация СубстратИпгпбиторпап спязыванпцпй поююдоеатедьпгкгь каРман пп Малая д (АТ1'-гпязыпа ~птпчсткап бъсдпппца Субстрат вающпй Катадитпчгсная субъедпппца Рсгудптс суй арпад ва- ость шая доля ыпанппая ый субстрат) Регудпгорпдп (К) губъсдппппа су па 2 сАМР Рис. 12-6. Активация сАИР-зависимой протеиикииазы (РКА).
а) При низкой концентрации сАМР две идентичные регуляторные субъединицы (К, изображены красным цветом) связаны с двумя идентичными наталитичесними субъединицами (С; синие). В этом комплексе К,С, ингибиторные последовательности К-субъединиц размещаются в субстрат- связывающем кармане С-субъединиц что предотвращает связывание субстратов; таким образом, данный комплекс не проявляет наталитичесной активности. К-концевые последовательности К-субъединиц взаимодействуют между собой и образуют димер Кв с которым связывается описанный далее белок АКАР (англ. А )опале апсЬаппу ргосе!и; зеленый).
Когда в ответ на гормональный сигнал концентрация сАМР начинает расти, каждая К-субьединица связывает две молекулы сАМР и претерпевает значительную перегруппировку, в результате которой ингибиторные последовательности выталкиваются иэ субстратсвязывающих карманов С-субъединиц, а сами зти субъединицы оказываются в активной форме. б) Кристаллическая структура части комплекса К,С, (РВВ Ю 1П7Е) — одна С-субъединица (синяя) и часть К-субъединицы (два оттенка красного).
Для простоты К-концевые последовательности К-субъединиц, образующие димер, не изображены. Малая доля С-субъединицы содержит участок связывания АТР а большая доля образует и онружает карман, в котором происходит связывание и фосфорилирование (по остаткам Бег или Т1п) белкового субстрата. В неактивной форме интибиторная последовательность К-субъединицы (ярно-нрасная) блокирует участан связывания субстрата на С-субъединице. Передача сигнала посредством аленилатцнклазы включает несколько стадий„которые уси7гивают первоначальный гормональный сигнал (рнс. 12-7).
Связывание одной молекулы гормона с одним рецептором каталитнческн активирует несколько молекул Сг Затем, актннируя молекулу аленнлатцнклазы, каждая активная молекула Сч стимулирует каталитический синтез множества молекул сАМР Далее вторичный мсссенлжер сАМР активирует РКА, каждая молекула которой в свою очередь катализнрует фосфорнлиронапне дгпогих молекул белка-мишени — кипазы фосфорнлазы Ь (рис. 12-7). Эта кнназа активирует фосфорилазу Ь, которая обеспечивает быструю мобилизацию глюкозы нз глнкогена. Суммарный аффект зтого каскада — усиление гормонального сигнала на несколько порядков, которое объясняет, почему лля гормональной активности требуется чрезвычайно низкая концентрация адреналнна (нли любого другого гормона). 12.2 Рецепторы, сопряженные с б-белком, и вторичные мессеиджеры ~б05) Фпсфпрплирусмвя послс.юпл» г»»ьп»ю гь' Рюулп»»ус»»»п11 мстпбп.»я»с»:кпя»»зяь» п1»п»п»сс С»»»»л»с»»сзякогепа Ф»рм»пгуб»:лок 1лико»ьи»спитая КЛ.'1СТВБК Кищав ф»я фпрпллзы Ь а-г» бы.вщщ га 11 гу»»»»;шапа » 1»ц»»пь»к»»пллэ 1!я'п»»п я»ькъ!) Кпапзгк»»»»»ру»п»»,»»»»»»г»1к»»».»»я:»ы 1»ип Ц 1О1 цып'»» иг Г»»»»гь»»и!»»я -»»»»ы я Расты ггщкогенз Гощылпз Ип1»у ил»;юя л»»» 3»»»-С»»г» »»1»»б»»».»г».»»»»»»»»» т1»»»а»»»»г»»т»»»»»» р»»»»а и вью л»»»»»»г жирв,т кпс:»ог Г:яю'лизу»лкжо»йюо'и»»» С'»'1 К1»»А'.Ж Р1»1 111»л'»' 1л311К116ВК1Щ ГК1 К Р4Я1.
ЛКККАУС11»1»'»'К Ф»»».ф»»»»»»р»зэ»»к»»»»,»л,»-2» фрукгазь:.2,6»»»»»ф»»»ф»»г»»з»» '1я»хм»»пл»ецл»»с» п»»лзл »',»»»»»»я» 1. ДОФЛ.,»»»»1л»»»»»»»а. »ю»»лл1л'ипл»»из и гефтп».»ииь Кп»ыс»юаюш ЛИК 1п» ню И1 1п»тш» И2Н ККЛКГ»кНКЕЯтз»'7»'тК Кош»»мсзнипДИК К»юпг»о рю»»»я в»»у»рикл»"»опиши Сп-" Дгфпгфмря.щрожащс бглкпв М»пиве ' Фосфорялирусл»ый остаток л яли Т вылелеп красным.
Для Июзпачгнг»я пм»шокпсляя »Г»ук «й «1 . бл.З-1). *"Х любая аминокислота; о -- любая гилрофобнпя аминокислота. СГРЛС*ЩЫй фь К фвзал»»Я»»» (1пгу,ызпр гг1»г»» ттю»»»»»»кз»1 »»,1йКАУ Р 11ингб оор-1 прп,*г»»»»ф»кф»»г»»»»»»-1 1Р 11 Р 11 Рт Р Гмяити»»гиви поглсловьяглыюшь РКЛ'ь кКП1КИьт~11 Существует несколько механизмов завершения ~-адренергического ответа Нормально действующая система нсрслачи сигнала должна яыключатьгя после того, как заканчивается действие гормонального или лругого стимула, так что все сигнальные системы обладают механизмами выключения сигнала.
Большинство сигнальных систем, кроме того. способны адаптироваться к црололжительному действию сигнала и становятся менее чувствительными к нему (происходит дссенсибилизацня). 11-Адренергическая система передачи сигнала обладает этими двумя способностями. При падении концентрации адрсналина в крови ниже значения Ки для сто рецептора, гормон диссоцннруст из комплекса с рецептором, и рецептор принимает неактивную конформацию, в которой он более нс способен активировать С,. Второй способ остановить реакцию на алренергический стимул — это гидролиз СТР, связанного с субъсдиницей С»х, катализируемый собственной СТРазпой активностью С-белка.
Превращение связанного СТР в СПР благоприятствует возвращению Ссг в такую конформацию, в которой она связывается с субъсдиницами С1зт и в которой С-белок не может взаимодействовать с адснилатциклазой или стимулировать се. Зто цриволит к завершению синтеза сАМР. Скорость инактивацин С,. зависит от СТРазной активности, которая у субъединицы Са очень низкая. Однако активаторныс белки САР в значительной степени повышают СТРазную активность, приводя к ускорению инактивации С-белка (см. дон. 12-2).
Белки САР в свох> очерель регулируются другими факторами, что обеспечивает достаточно высокую степень чунствитсльцости ответа на адрснсргичсский стимул. Третий механизм прекращения ответа состоит в удалении вторичного мссссплжсра, т. с. в гидролизе сАМ Р до 5'-АМР (который не может выполнять функции вторичного мсссснджсра) цод действием [бэб[ Часть|. 12.
Биосигналиэация Алреналин >. к молрк>ац Комплекс адреналин-рецептор янно>нед ~':>- Ф Атр Иа Иин:пе>еюо>а АКР ':.Зввм>>эт>нтл,' 11ы>к»ин»н> — ь — и Аатшвюа РКЛ ГВЛ Ь>ОЛ >Ктн> 11еаа>напав >се>» Антшвнн> нинка нина>а ь" >>аафори:>3:и> б '. >1н>ец>ори>авиа б [ Апэе вийи игл це >нтпвнан Активная >лино>>з>- ." >'."~иапо'н" >1а>е>1а>>в>.>ааа и ф Гати»ен ~Г>анн>н>.1-фоефа> 1о оэол яг>гкы гл .*: ' и >н н о е.п>;>нй 1л>оно Глнжоаа крови Рис.
Г2-т. Каскад адреналина. Адреналин эапуснает серию реакций в гепатоцитах, при которых одни катализаторы активируют другие катализаторы, приводя н многократному усилению сигнала. Связывание небольшого числа молекул адреиалика со специфическими р-адренергичесними рецепторами на поверхности клетки антивирует зденияатцинлзэу. Количество участвующих молекул приведено, только чтобы проиллюстрировать усиление, вероятно, эти данные сильно занижены. (Ън нан 2 молекулы сАИР антивируют 1 наталитичесную субъедииицу РКА, на этой стадии сигнал не усиливается.) фосфодиэстеразы циклических нуклеотидов (рис.
12-4, а, стадия Ф; 12-4, 6). Наконец, в конце сигнального пути мстаболическое действие, вызванное фосфорилированием ферментов, аннулируется фосфопротеинфосфатазами, которые гидролизуют фос- форилированные остатки 5ег, ТЬг или Туг, высвобождая неорганический фосфат (Р;). В гсноме человека обнаружено около 150 генов фосфопротеинфосфатаз, что меньше числа генов протсинкиназ (500).
Известно, что некоторые из этих фосфатаз регулируются, а другие могут действовать конститутивно. Когда концентрация сЛМР падает, а РКА возвращается в неактивное состояние (стадия Ф на рис. 12-4, а), баланс ь>ежду фосфорилированием и дсфосфорилированием сдвигается под действием этих фосфатаз в сторону продуктов дефосфорилирования. Десеисибияизация р-адреиергического рецептора проискодит в результате фосфорияироваиия или связывания с аррестином Описанные выше механизмы завершения сигнала работают в тех случаях, когда стимул црскра>цается. Механизм десенсибилизации позволяет ослабить ответ даже тогди, когда стимул прадолжавш действовать.
Десенсибилизация [3-адренергнческого рецептора опосредуется протсинкиназой„ которая фосфорилируст рецептор во внутриклсточном домене, обычно взаимодействующем с С, (рис. 12-8). Когда рецептор связан с адрсналипом, киназа Р-адренергического рецептора (РАКК, она же ШК2, см. ниже) фосфорилирует остатки Вег вблизи С-конца рецептора.
Локализованная обычно в цитозолс, 1зАКК притягивается к плазматической мембране, связываясь с Са[3т-субъединицами и таким образом занимает улобную позицию для фосфорилирования рецептора. Фосфорилировацие создает центр связывания для белка Р-аррестина ([эагг), называемого также аррестип 2, а связывание р-аррсстина эффективно препятствует взаимодействию между рецептором и С-белкоьь Связывание [)-аррсстина гакжс облегчает секвестрацию рецепторов — удаление рецепторов с плазматичсской мембраны путем эндоцитсьза в малые внутриклеточныс везикулы. Рецепторы в этих везикулах дефосфорилируются, затем возвращаются в плазматическун> мембрану, цикл завершается, и система вновь приобретает чувствительность к адреналину.
Киназа р-адренергического рецептора — член семейства рецепторных кяпаз СтеК, сопряженных с С-белком, все они фосфорилируютссрпснтиновыс 12.2 Рецепторы, сопряженные с б-бепкои, н вторичные мессенджеры (б071 о Связывание адреиалииа (А) с)у-здрсисргичсским рецептором инициирует диссоциаци ю Оя С„, притягивает)УАКК к мембране, где оиа фосфорилирует остатки Бег иа карбоксильиом конце рецептора. Сыт с 0~ (ие показано).
Сз) р-Аррсстии ())агг) снязывастгя с фосфорилироваииым С-концевым доменом рецептора. Ов мплскс рецептор-аррсгтии входит в клетку путем зидоцитоза. Включе|пгый в везикулу аррсстии лиссоциирует; рецептор лефосфо- рилируется и возвращается иа клеточную поверхность. Рис. 12-8. Десенсибидизация Р-адренергического рецептора при непрерывном действии адренаяина. Этот процесс оцосредуется двумя бедкамю Р-адренергической протеинкииа- зой ()тАИ() и р-аррестииом (рап, аррестин 2). рецепторы в их С-концевых цитозольных доменах и участвуют, подобно ()АкК, в де- и ресенситизации рецепторов.
В геноме человека закодированы цо крайней мере пять различных СцК и четыре аррестина; каждая СКК способна десенситизировать многие серцентиновые рецепторы, а каждый аррестин может взаимодействовать с многими фосфорилированными рецепторами разного типа Циклический АМР действует как вторичный мессенджер для некоторых регуляторных молекул Адрсналин — только один из многих гормонов, факторов роста и других регуляторных молекул, которые действуют, изменяя концентрацию сАМР внутри клетки и соответственно активность РКА (табл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
