Osnovy_biokhimii_Nelson_i_Kokh_tom_1 (1123313), страница 201
Текст из файла (страница 201)
° 11екаталипсческие адаптерные белки, такие как ЛКЛР, удерживают рядом белки, участвующие в олпом сигнальном пути, что повышает эффективность взаимодействия этих белков, а в некоторых случаях определяет место прспекаиия процесса внутри клетки. [618) Часть 1. 12. Биосигнализация а Низкая концентрация!Ра ° Пятно 1Рз-УоРавлЯемые Саэ, О ща Саа'каналы .. $~',~ ":,,),г ';~ ('Я~' Ф С аз' Ф Ф Ф 6 Срелния концентрация 1Ра ФФОФЭЭЭС- ФЭЭ Ф ЭО О ЭЭЭ Э Э Э Ф Э Э Э в Высокая концентрация 1Ра Э Волив: .О...„... Ф я Э Ф Э О а В Э ° 1Г'1 О Рис.
12-13. Временное и стром локализованное повышение концентрации Са". а) П',-управляемые кальциевые каналы эндоплаэматического ретикулума организованы в виде кластеров, но каждый канал может независимо от остальных реагировать на сигнал 1Р,. Сравнительно слабый стимул, вызывающий незначительное повышение концентрации 1Рь может заставить один канал быстро открыться, что приводит к временному и локальному появлению «пятна» кальция.
6) Несколько более мощный стимул, вызывающий более сильное повышение концентрации 1Рв может заставить открыться все кальциевые каналы данного кластера. в результате чего образуется «облаков Са", причем увеличение концентрации. его длительность и охват больше, чем в первом случае. в) Достаточно большое «облако» повышенной концентрации кальция может захватить соседние кластеры кальциевых каналов. Открытие каналов соседних кластеров приводит к усилению эффекта, в результате чего вдоль ЭР движется волна повышенной концентрации ионов кальция. ° Некоторые ОРСК действукп через фосфоли пазу С плазматичсской мембраны, которая расщепляет Р1Рз, образуя диацилглицерин и 1Рэ.
Открывая Сат -каналы н зндоплазматическом ретикулулэе, 1Рэ повышает концентрацию Саэ' в цитозоле. Диацилглицерин и Саз', действуя совместно, активируют протеинкиназу С, которая фосфорилирует специфические клеточные белки и изменяет их активность. Внутри- клеточная концентрация Саз' также регулирует (часто при участии кальмодулина) активность многих других ферментов и белков„участвующих в процессах секреции, перестройки цитоскелета или сокращения. 12.3 Рецепторные ферменты 16191 12.3.
Рецепторные ферменты Рецепторньге тирозинкиназы (КТК) — болыпос семейство рецепторов, расположенных в плазматической мембране и обладающих собственной протеинкиназной активностью. Механизм передачи внеклеточных сигналов с помощью этих рецепторов принципиально отличается от механизма передачи сигнала при участии СРСК. Лигандсвязывающий домен КТК, расположенньш на наружной поверхности плазматической мембраны, н активный центр фермента, расположенный на цитоплазматической поверхности, соединены между собой единственным транс- мембранным сегментом. Цитоплазматический домен прсдставляет собой протеинкиназу (тирозинкиназу), которая фосфорилнрует остатки Туг в специфических белках-мишенях.
Прототипами белков этой группы являются рецептор инсулина и рецептор эпидермального фактора роста. Стимуляция рецептора инсулина запускает каскад реакций фосфорилированил белков Инсулин регулирует и метаболизм, и экспрессию генов: инсулиновый сигнал идет от рецептора на плазматическоймембрапекипсулинчувствительным мстаболичсским ферментам и к ядру, глс он стимулирует транскрипцию специфических генов. Акти впый ипсулиповый рецептор(1й15-К) состоит из двух идентичных сг-цепей, выступающих с внешней сгороны плазматической мембраны, и двух трапсмембраппых р-субъедипиц, С-концы которых направлены в цитозоль (рис. 12-14).
о.-Цепи содержат инсулннсвязывающий домен, а впутриклеточпые долтеиы р-цепей, обладающие протеинкиназной активностью, переносят фосфорильную группу от ЛТР к гидроксильной группе остатков Туг в специфических белках- мишенях. Передача сигнала через инсулиновый рецептор начинается, когда связывание инсулина с о-цепями активирует тирозинкиназную активность р-цепей, и каждый ор-мопомер фосфорилирует три ключевых остатка Туг вблизи С-конца р-цепи его партнера в димере. Аутофосфорилирование открывает активный центр таким образом, что фермент люжет фосфорилировать остатки Туг других белков-мишеней. Стимуляция ннсулинового рецептора инициирует каскад реакций фосфорилирования белка.
Мехаиизл~ активации протеинкиназной активности пнсулипового рецептора аналогичен таковому для РКЛ и РКС: участок цитоплазматического домена (ингибирующая последовательность), которая в норме закрывает активный центр, после фосфорилированпя покидает активный центр и делает его доступным для связывания белков-мишеней (рис.
12-14). Одним нз таких белков-мишеней (рис. 12-15, стадия От) является субстрат-1 ипсули нового рецептора (1К5-1; стадия ®). Однократно фосфорилированный по своим Туг-остаткам, 1К5-1 служит центром образования комплекса белков (стадия ®), который переносит информацию от инсулинового рецептора к конечным мишеням в цитозоле и ядре через целую серию промежуточных белков. Прежде всего, остаток ОР-Туг в 1К5-1 связывается ЯН2-доменом белка СгЬ2. (5Н2 — от англ. Ятс йото1одп 2„аминокислотные последовательности 5Н2-доменов сходны с последовательностью домена в другой тирозинкнназс белков — 5гс (произносится «саркл)).
Несколько сигназьных белков содержат ЯН2-домепьь все опн связывают остатки Э-Туг белка-партнсра. СгЬ2 содержит также второй белоксвязывающнй домен 5НЗ, который связывается с участками, богатыми остатками Рго. СгЬ2 связывается с богатой пролином областью Воз, вовлекая 5оз в разрастающийся рецепторный комплекс. Связанный с СгЬ2, Яох выступаег как фактор обл~ена нуклеотидов (СЕР), катализируя замещение связанного С() Р на СТР в белке Каз (С-белке). Каз — представитель семейства малых С-белков, которые опосредуют передачу множества разнообразных сигналов (доп. 12-2). Подобно гримерному С-белку, участвующему в р-адренергической систелте передачи сигнала (рнс. 12-5), белок Каз может находиться в активной конформации (в комплексе с СТР) и в неактивной конформации (в комплексе с СОР), однако Каз — мономер (-20 кДа).
Когда СТР связывается, Кал может активировать протеинкиназу Ка(-1 (рис. 12-15, стадия О«), первую из трех протеинкиназ — Ка1-1, МЕК и ЕКК, — которые образуют каскад, где каждая киназа активирует следующую путем фосфорилирования (стадия Оз). Протеинкиназы МЕК и ЕКК активируются при фосфорилировании остатков ТЬг и Туг. В активированном состоянии они опосредуют некоторые из биологических эффектов [620] Часть 1. 12. Биосигнализаюая гз Н1к'"лин р1133 Тзтпаз 1163 Туг1163 епь па Туг1 аапионная петля блокируетсубстра1- саязыаакпний саят Неакгнапый (нефосфорилироаанный) домен тирозинкиназы аязыаа1ошсм сайтс Активный (трижды фосфорилироааипый) домен тирозипкипазы Рис.
12-14. Активация тирозинкиназы инсулинового рецептора аугофосфорилированием.а) Инсулинсвязывающийучасток(розовый; изображен ввидеконтураповерхности кристаллической структуры; вэято из РВВ102ВТБ) инсулинового рецепторанаходится вне клетки и состоит иэ (б) двух а-субъединиц и внеклеточных участков двух (т-субъединиц. (Структуру трансмембранного домена не удалось установить методом РСА.) Информация о связывании инсулина (красный; РВВ 10 2СЕУ) передается по единственной трансмембранной спирали каждой р-субъединицы к соответствующим тирозинкинаэным доменам внутри клетки, в результате чего они активируются и фосфорилируют друг друга по трем остаткам тирозина. в) В неактивной форме тироэинкиназного домена (РВВ 1В 1 1РК) активационная петля (синий цвет) находится в активном центре, и ни один из ключевых остатков Туг (черно-красные шаростержневые модели) не фосфорилируется.
Эта конформация стабилизируется образованием водородной связи между Туг'и' и Аэр'и'. г) Активация тир о зинаиназы позволяет каждой (3-субъединице диме ра фосфори лир овать три остатка Тут (Туги", Туги" и Туг'и') на другой субъединице (РОВ 1В 1 1ВЗ). (Фосфорильные группы обозначены с помощью шаростержневой модели: атомы фосфора оранжевые, атомы кислорода красные.) Эффект трех заряженных остатков ОР-Тут заключается в том, чтобы заставить активационную петлю отклониться от своего положения на ЭО А в сторону от центра связывания субстрата который получает воэможность связывать и фосфорилировать белок-мишень показанный красной стрелкой. 12.3 Рецепторные ферменты [6211 О1 ч Рецептор инсулина связывает инсулин и производит зутофосфорили рован и с синих остатков Туг нв С-концах.
о : 6,",';~ й' Инсулиновый рецептор фосфорилирует 1КЕ-1 Щ (Ру ДЪ;,.„~."„'".~. Оз БН2-домегг в СгЬ2 связывается (-, 4 с ® -Туг н 1КЕ-1. Еоз связывается с СгЬ2, затем с Кзз, вызывая +-1 -, 1г высвобождение СОР и Циговоль ссзэгьэ гг оиг присоединение СТР к Кзк Ф- ~'"' '~ф''~„',:~1::.,";: Лктивггровзнный Кзз присоединяет и активирует Кз(-1. Ядро "3ФЁк'* .
гф ." Кз1-1 фосфорилируст МЕК по двум остаткам Бег, ~~~~~ (й~~1Я:;: ' ~ '1 1 вктивируя сс. МЕК фосфорилируст Оо ",~~~~~ $. „- в ядро и фосфорили- ЗНК' з ье квк Ейг1, акгивируя пх Н снеге гх йки гт г1нх:форгглггрггвзнггый'Е)к-1 нрисгхлинясгЯЕК для стнззулнгнй трвгкзфгп1гг11Н,' и гцщ Игл з пвн г гжб гг11 з,гено гг. '.,' н с сбкогнгммх для.детогнш Рис. 12-16.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
