Osnovy_biokhimii_Nelson_i_Kokh_tom_1 (1123313), страница 204
Текст из файла (страница 204)
Похожая рецепторная гуан илатциклаза в плазматической мембране клеток эпителия кишечника активируется кишечным пептндом гуанилииом (рис. 12-20, и), который регулирует секрецию С! в кишечнике. Этот рецептор является также мишенью устойчивого к нагреванию пептидного эндотоксина, вырабатываемого Еле)гегЫпа сой и другими грамотрицательными бактериями. Увеличение концентрации сСМР вызвишое действием эндотоксина, увеличивает секрецию С! н, как следствие, уменьшает реабсорбцию воды кишечным эпителием, что приводит к диарее.
Принципиально другим типом гуанилатциклазы является цитозольный белок, содержащий прочно связанную гсмовую группу (рис. 12-10, 6). Этот белок активируется монооксидом азота (ХО). Монсвксид азота производится из аргинина Сам-зависимой ХО-синтазой, присутствующей в тканях млекопитающих, и диффундирует из клетки-источника в соседние клетки. )<)На ХНа ! ° )ЧА))РН )(А))Р ! С=)ЧН, С=О )ЧН Оа ! ХН ! са<' (СНа)а (СНа)а + )ЧО НО <инта.ы ! СН вЂ” СОО СН вЂ” СОО .! ,! )ЧНа )ЧНа Молекула )ЧО сравнительно слабо поляризована, поэтому она может проникать сквозь плазматичсскую мембрану без помощи переносчика.
В клетках-мишенях )ЧО связывастся с гемовой группой гуанилатциклазы и стимулирует образование сСМР В сердце сСМР снижает силу сокращений путем стимуляции ионных насосов, удаляющих Сам из цитозоля. И Вызванная )ЧО релаксация сердечной мышцы и есть тот самый ответ, который наблюдается при приеме таблеток нитроглицерина или других назодилататоров для снятия боли прн стенокардии, когда из-за блокированных коронарных артерий сердечные сокращения происходят при недостатке кислорода. Монооксид азота нестабилен, и его действие кратковременно: за несколько сскунд он окисляется до нитрита или нитрата. Вазодилататоры вызывают длительную релаксацию сердечной мышцы, так как они разлагаются в течение нескольких часов, обеспечивая постоянное поступление ХО.
Значение нитроглицерина как средства лечения стенокардии было обнаружено в 1860-х гг. по счастливой случайности на предприятиях, производящих нитроглицерин в качестве взрывчатки. Рабочие, страдавшие стенокардией, сообщали, что их состояние существенно улучшалось во время рабочей недели, а н выходные дни болезнь возвращалась.
Врачи, лечившие этих рабочих, сльппази эту историю так часто, что стали искать причинноследственные связи — так появилось лекарство. Эффекты, связанные с усиленным синтезом сСМР уменьшаются после прекращения действия стимула, так как специфическая фосфодиэстераза (сСМР-РВЕ) превращает сСМР в неактивный 5'-СМР У человека существует несколько изоформ сСМР-РПЕ с разным распределенисм по тканям.
Изоформа в кровеносных сосудах пениса ингибируется лекарством силденафилом (виагра), которое таким образом поддерживает повышенный уровень сСМР после однократного действия стимула. Это является причиной применения этого лекарства для лечения нарушений эрекции. ° О О р в ~Х / Силсыафил (виагра) 12.5 Иуяьтивалентные адаптерные белки и мембранные рафты (6291 11иклический сСМР имеет и второй механизм действия в глазу позвоночных: он вызывает открытие ион-специфических каналов в колбочках и наточках сетчатки.
Мы вернемся к этой роли сСМР при рассмотрении передачи сигнала в процессе зрения в разд. 12.10. ° Некоторые сигнальные вещества, в том числс' атриальный натрийуретичсский фактор и кишечный пептид гуапилип, действуя>т через рецспторный фсрл>снт, обладающий гуанилатциклазной активностью. Образовавшийся сСМР работает как вторичный мессепджер, активируя сСМР-зависимую протеинкинаэу (РКС). Этот фермент изменяет метаболизм посредством фосфорил ировапия специфических белков-мишеней. ° Монооксид азота (ХО) является короткоживущим мсссснджсром, который действует, стимулируя растворил>ую гуапилатциклазу, при этом повышается концентрация с('МР и стимулируется РКС. Изучение сигнальных систем, таких, как были рассмотрены нами до сих пор, позволило сделать два обобщения: 1) протсннкииазы, фг>сфорилирук>щис остатки Туг, Бег и ТЬг, играют клк>ченук> роль в передаче сипяла; 2) обратимые бслокбелковые взаимодействия, вызванные обратимым фосфорилированием остатков Туг, Бег и ТЬг в сигнальных белках, созда>от возможность для ит взаимодействия с другими белками.
На самом деле многие сигнальные белки мультивгьзентиы в том смысле, что опи могут взаимодействовать с несколькими различными белками олповременно, образуя мультибелковые сигнальные комплексы. В этом разделе мы представляем нсскол ько примеров, иллюстрирующих общие принципы взаимодействий зависимых от фосфорилирования белков в путях передачи сигналов.
Краткое содержание раздела 12.4 РЕЦЕПТОРНЫЕ ГУАНИЛАТЦИКЛАЗЫ, СБМР И ПРОТЕИНКИНАЗА б 12.5. Мультивалентные адаптерные белки и мембранные рафты Белковые модули связывают фосфорилированные остатки Туг, Бег или Т)зг в белках-партнерах Белок СгЬ2 в инсулиновом спгпалыюм пути (рис. 12-15 и 12-19) через свой БН2-домен связывается с другими белками, которые содержат доступные остатки ОР-Туг. Геном человека кодирует по крайней мсрс 87 НН2-солержащих белков, о многих из пих известно, что они участвуют в передаче сил>алов.
Участок связывания остатка ОР-Туг расположен в глубоком кармане Я12-домена, при этом каждый из атомов кислорода фосфатной группы участвует в образовании водородных связей или в электростатических взаимодействиях; заметную роль в связывании ищ>ак>т положительные заряды двух остатков Агк. Едва замстныс отличия в структуре Я12-доменов в различных белках обьясняют специфичность их взаимодействий с разпыл>и белками, содержащими ОР-Туг.
Специфичность взаимодействий с Я12-домспами опрсдсляют от трех до пяти остат— ков на С-конце остатка ®-Туг (рис. 12-21). Ряш 12-21. Структура 5Н2-двмена и его взаимодействие с остатком ®-Туг в белке-партнере. (РПВ 10 15НС). Поверхность $Н2-домена обведена серым контуром. Атом фосфора фосфатной группы во взаимодействующем (Р)-Туг показан в виде оранжевого шарика; большая часть остатка затенена. Следующие несколько остатков в направлении к С-концу белка-партнера выделены красным цветом. ЭН2-домен взаимодействует с (Р3-Тут (который как фосфорнлмрвванный остаток обозначен позиционным индексом О), а таю«е со следующими тремя в направлении к С-концу остатками (обозначены индексами +Х +2, +3).
Некоторые ЭН2-домены (Эк, Туп, Нси Нск) имеют тенденцию к взаимодействию с отрицательно заряженными остатками в положениях +1 и +2; другие (РСС-Т1, ЭНР-2) имеют протяженную гидрофобную лояопь, которая «выбиравтл алмфатические оситкм в положениях от+1 до +5. Этими различиями определяются подклассы 5Н2-доменов, специфичных по отношению к разным партнерам.
1630] Часть !. 12. Биосигналиэацяя Фосфотирозинсвязывающие домены (РТВ- домены от англ. рйоэрйо2угояпе-Ьгпйпй г)отитэ) также связываются с ®-Туг в белках-партнерах, но по ключсвым последовательностям и трехмерной структуре опи отличаются от ЗН2-доменов. Геном человека кодирует 24 белка, содержащие РТВ-домены, в то числе !НЗ-1, который уже встречался нам в роли каркасного белка при передаче инсулинового сигнала (рис.
12-15). Остатки СР)-Туг для связывания ЗН2-доменов и РТВ-долгенов в белках-партнерах создаются тирозинкиназами и уничтожаются фосфопротеинфосфатазами (РТРазами). Другие сигнальные протеинкинаэы, включая РКА, РКС, РКС и членов МАРК-каскада, фосфорил ируют остатки Нег или Т)зг в своих белках- мишенях, которые в некоторых случаях приобретают способность взаимодействовать с партнерами через фосфорилированный остаток, запуская дальнейшие стадии процесса. Уже составлен алфавитный список доменов, связывающих остатки ОР-Нег или ОР-ТЬг, и без сомнения, еше много таких доменов предстоит обнаружить.
Каждый домен лучше всего взаимодействует с определенной послеловательностькх находящейся вблизи фосфорилированного остатка, так что домены представляют собой семейства высокоспецифичных распознающих сайтов, способных связывать специфический набор фосфорилированных белков. Доменсвязывающий партнер может находиться и в том же белке.
Фосфорилирование некоторых протеинкиназ ингибирует их активность, благоприятствуя взаимодействию ЗН2-домена с ®-Туг в другом домене того же фермента. Например, растворимая Туг-протсинкиназа Нгс, фосфорилнрованная но ключевому остатку Туг, оказывается неактивной, поскольку для ее активности ВН2-домен должен связываться с субстратом, а не с собственным внутренним СР»Туг (рис.
12-22, а). Киназа гликогенсинтазы 3 (СНКЗ) неактивна, если фосфорилирована по остатку Нег в аутоингибиторном домене (рис. 12-22, б). Дсфосфорилирование этого домена позволяет ферменту связывать и фосфорилировать белки-мишени. Кроме трех наиболее часто фосфорилируемых аминокислотных остатков существует четвертая структура, вокруг которой происходит формирование надмолекулярных комплексов сигнальных белков, — фосфорилированная «головка» мембранных фосфатидилинозитов. Мно- гис сигнальные белки содержат домены, подобные доменам ВНЗ и РН (от англ. р1ехгпп Ьото1ойр Иопла(п), которые прочно связываются с Р! Рэ, выступах>щим из внутреннего монослоя плазматической мембраны.
В том участке мембраны, где фермент Р1-ЗК создает эту «головку» (как в ответ на сигнал инсулина), начинают скапливаться связывающиеся с ней белки. а ЯН2 Г(зг, я н Яег — ОН Активна; субстрат позиционирован лля фосфорили Яег 1 Яег 1 Яег Тйф е:,,- ..:, НО-ТУ *, ~НΠ— Туг ;УЙ- ~ Гликоген синтеза Аутозаинги- бироеапа Янз: л.' . СР. Рмс.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
