В. Эллиот, Д. Эллиот - Биохимия и молекулярная биология (1128701), страница 32
Текст из файла (страница 32)
что внешнее управление клсчкахиз рии гена влияег ноактически на все процес ь,лг ...,,, В н1аве [2 мы уже обсуждали рс~уляшпо мсгаболнгма внешними фякторамн, обеснечнваницими сообщение межд" клетками. Жизнедеятельность каждой отдельной (см. т лаву ! 2), акгивация цронзвольного сокрашения нгшеречнозч|олшсаюзй мышцы ацетилхолином [см.
и1аву 2б); огкрытие лтнанд-зависимых цор в мембранах нервной клс1ки нрн вкшочсннн нервно~ о импульса [рнс. 26.24). Регуляция, затрагивающая экспрессию генов. Болыциист во факторов вне лшсго управления дейсгау нзг именно зн1м способом. Г[оскольку регуляция зкспрес- Сигнальный лнганл (водорастворимый) ' ', нльнлнл Факторы роста В недавно опубликованной с чгп ье было выданну го предположение о том.
что эзому классу сигнальных молекул больше полхолиз название рг:з зязлорньш фиагиоры рсывнтля, поскольку их роль становится понят нес, сели рассмгпривазь их в качестве регуляторов разин~ил, а не факторов, стнмулируницих рост клеток. Факторы рост а зто рсгуляторныс белки, аылслясмыс клетками той же паши, к которой они принадлежац наирил~ер гспатопизамн, лимфоцитами и т. д. Факторы роста взаимолейстнукгг с наружным рецептором клепки. Первым был открыл факюр роста иззромбзо1зигов(РСФСР; отан~зь Основные гормоны н на функции )абтийа рб ) йзуиьзгия (ормон Стимуляция секреции гормонов Передняя доля г нпофиза П вредна» лола )ормознт выделение гнпофиза ) соматотрг пина !Цитоаилна» железа ! Стимулирует яылсг 11ерелняя доля гипофиза гение не 1 онадотропины и, Секретируюпгий орган )кань-мишень Гипоталамус рилизинг-фалзоры С ематостат ив (также и из поджелудочной железы) Тирсотропный гормон тироьсина(Т ) и грниодгиронина ( Г ) Адренокоргико- Корв над~ючечникоа Стимулирую выделен тронный гормон (АКТТ) адрепокортикостеронпов Яички и яичники ~ Стимулирует выделение ч д ' ' » 'ь( ' ",-", « -' - 9 ,сг" »'", „",',,' '" ' * „' ' ' ', ' ", «' и ч - „; ч ,г'т .."., °,, ''.
йл в, '," . -,-...,'- ".- и',го,':,....т' й ';,,лг ч - „; ч к; - ' '„" .' - „- ... - й.т. -,; ' . " ',' ' „, - ".ч ч л( ' ', „, -, '., "'„'. '-" "- 9 рг иным спосооом; высвобождение инсулина и глюкагона из поджелудочной железы напрямую зависит ог уровня глюкозы в крови. Посзтплснис информаиии а мо и Гнпоталамус------------ —--------------- 11н~ иоиронание 1 ипоталамические гормоны 1релизинг-факторы) Задняя доля гипофии 1„ Передняя доля гнпофиза Регуляция высвобождения нейромедиаторов Нервный импульс, прохоляший по аксону нервной клетки, вы илвает выделение ~юсрелством экзоиитоза пейромеднаторов из вешкул нервных окончаний.
Механизм этого высвобождения будет описан позже. Удаление сигнальных молекул Сушносгь контроля гвклкчасзся в его обратпхзости. Выделенные сш нальные молекулы должны быль удалены, в противном случае исходный сигнал длился бы ьг ! я азота) рас1воримы в линидах и постуоаюз прямо в клетку. непосредственно через липилньш бнслои, связываясь с внучрнклсголшгами релензорами (см.
Рис. 2б.!). Сгр) кзурга гиреоидных гормонов и дв) х сзероидных ггзрьзонов нредсгавлены на рис 2!х4 Осгальнгяс сигнальные молекулы гзодорасгворимы и сия зглгггзкзтся с рецензоракгн на цгшерхности клезо шой мембраны )см рис. 26. ! ) Г угцнос~ь регуляции снеиифгз шосис си~ нальная молекула )называелшя лигандом. илн азонисзом) исключительно зочно взаимодействуег со своим рецеинзром — гак жс. как субсзраг со своим фсрмегпом.
)зот иочслзу гормон, рашосимыи зоком крови но всему орга- Как связывание лиганда приводит к клеточному ответу? Внутриклеточные рецептор-опосредованные ответы Сгероидные гормоны регулирукн зксирессинз сиецифических генов клеток-мицзеней на уровне инициации трацскрииции. К их числу относятся глюиоиорзикоиды, эсз розен и прог есз врон )см. габгь 2б. ! ) 'Эти растворимые в лгшидах гормоны легко нроходяз сквозь лгшгцзный бислой клсгки к своим рецепторам. Рецегпоры зсгро~ена и гзро~есгерона:юкализованы Рецепторный С.игнал долэен Впеклеточная часть ~ р пэ 'и мб~чпо Ь лмч Цитоплаэматический Гли1кокортикоид домен Цитоплаэма Ьиоэимнческийэ ответ Высвобождение б Внеклеточная Сигнал комплелса Нэр часть основные принципы ре|уляции посредством фосфорилирования.
Сини еще раз гзбратизься к рис. ! 2.К, иллнютрируюшему цен грал ьную роль фосфорилирования в проведении внешних си~ налгзв Из вьцпссказанного со всей очевилностью следует, что в болыпинс гас сзг> гаев реце~гзор-оиосрсдусмая сигнализация включает актигзацинз протеннкиназ. Дефосфорилирование фосфопротеинов кагализируют иротеннфосфагазы, и жа сгалия гакжс можс| быгь обьсктом для кгзнтроля. Рис. 26.'в сулзкгирует взаимоотношения регулягориык систем, оиосредуемых мембранными реце!!зорями. Схема! юказываст также Образ имое т ь лсйс г- обратной связи сопровождается фосфорилированисм рецепторного белка и снижению чувствительности (зто называется десенсизизацней! рецситора к лиганду Бо избежание иуганицы тиме ~им. ч ~о для других тинов рецепторов, когозргяе будут описаны по нзнее, фосфорилированис является сос ганной час гьмз процесса активации.
Дру~ой тип модуляции ответа заклкзчгзется в контроле числа функциональных рецецюров в мембране. В случае рсчзситгзра инсулина комн лсьс ннсг знн — !зснглглг1р захватывается внутрь кле~ки в ходе зндоци гота, ! !роцесс возвращения рецецтора назад к мембране ко ззролггру ется числом рсцапоров в ней. 'тго может способство- вия сш нала г1учеьг разрушения взоричггого посредника.
вать снижению о гнета клетки к данному сигналу и. та Мы обсудим два случая, связанныс с проявлением «их зффсктов: 1) как связывание сигнальной молекулы с рецептором когиролирует уровень сЛМ!' в клетке; 2) как сЛМР влияег на тра<<сари<<цикз гена Контроль уровня сАМР в клетках сЛМ!' обра~уется в кле<ке нз ЛТР под деиствием фермента аденилвзциклазы, локализованого на внутренней стороне клеточной мембраны (рис.
26.9). Давайте рассмотрим тини <ный пример агиивации аденилатциклазы адреналином, в результате козорой в печени и скелстной мы<дне образуе<ся сЛМР (см. с. 167). Репе<пор (в данном случае )),-адрен<зрецег<- С внугреннеи (ц<иоплазм<пической) поверхносзью репепторного белка связан регуляторный С<-белок, к<ззорый имеез 3 суггьсдиннцы: гц )3 и у ! !оскольку мо 3 различна<х полипеп гида, белок называе< ся гетерогримериым С-белком, или просто зримерным С;-белком На <г-субьедгни<це расположен учасюк. который может связывать либо ПТР, либо ()!)Р.
когда он заня< ()И', не происходит ниче< о (рнс. 26.11, а]. ко<да молекула алрсналина связывается с рецепнн ром. пи<оплазмазический домен последне<о пре<српевает конформационные изменения. '.)го, в свои< очередь, вызывас< конфоръ<ационнь<е изменения связанно<о с ним б-белка.
После гнев приводит к тому, ч<о Рецептор Ацреналин Аленилатцик б ~неактивная) Внешняя сторона клеточной мембраны Олигосахарилные боковые цепи Тримерный ~ 6 белок '"' Алсннлатциклаза (неактивная) Гормон больше тр Гормон обмен е-ГР~ОРР пРисУтст перемсщаезся взад и вперед о~ рецепюра к аденилатциклазс. Прололжительносз.ь сс пребывания на аденилаз пиклазе опрелсляез ся временем. необходимым лля ггшролиза присоелиненной молекулы ()ТР.
Сис~ел1а облалаег зффекзол~ усиления: овна связанная с репшпором лшлекула юрмона может вк1ивировшь овну за др>той молекулы ()-белка, а следовательно, одна лшлекула мзрмгша, связываясь с репепгором, способна привссзи к активации нескольких молекул аденилаг циклазы и образованикз болыного числа молекул сАМР. Важность гндрол|гза СИР в процессе синтеза АТР л1ожно проиллнзсзрировазь на примере холеры.
)(летки слизисзои кишечника вылелякп в просвет ки- СКЕ-связывагоший белок (СР ЕВ; от ашл. сАМР-гсзрол.пм г!синел! Ь~игйлк рго~еш), он с~ановшся активным фактором транскрипции типа «лейциновой молнии» (рис. 26.) 2). Сушествует семейство СКЕВ-белкгзв. выполнякицих, цо-видимом>; рашичные функции в иле~ кс. ) (так. мы сказали, ч ю сАМР явзяезся вторичным посредником (см.
с. ) бб) н перелаче внешнего сш нала функпиона:и иым шсыеизам как в питоилазме, гак и в ядре клетки.,![руюй циклический нуклеотид — с()МР— выполняез т> же функцию в иных ре~ уля горных системах, которые мы и рассмгприхь Адреналин Лдснилатциклаза свазываетси В,.длпе,и» )активиаЯ) Нзй 5' 0 — СН РР; ОТР Н, о о о 1 1 0 — Р— 0 — Р— Π— Р— 0 — '..и, ! ! ! 0 О 0 ОН ОН Н, 0 О сОМР Рнс.
2б.13. Образование У,б'-циклического СМР, катализируемое езанилаз никлазой 'грини гроглиггерин — лекаре~во, давно используе- ) мое для лечения стенокардии, из него медленно образуется оксид азота, вызывая тем самым расслабление х сосудов и уменьшение нгнрузки на сердце. Поскольку (, за считанные секунды гхО окисляегся до,"зО, и к Оз, он является сигнальной молекулой локального действия; будучи быстро растворил1ым а липидах, окспд азо|а легко выходит из продуцирукпцих его клегок и пере- з ходит в соседние. Оксид азота являе~ся частью сложной регулягорной системы с множественными физио- ,) ло1 ическими зффек тами Рис.