Механизмът на действие на хормони хидрофилни

Хидрофилни хормони са изградени от аминокиселини, или са получени от аминокиселини. Те са депозирани в големи количества в клетките на жлезите с вътрешна секреция и влезе в кръвта, както е необходимо. Повечето от тези вещества се транспортират в кръвния поток, без да превозвачи. Хидрофилни хормони не са в състояние да премине през липофилен клетъчна мембрана, като по този начин качеството на прицелни клетки чрез свързване към рецептор на плазмената мембрана.

Рецепторите - са интегрални мембранни протеини, които се свързват сигнализация вещество върху външната страна на мембраната и поради промени в пространствената структура за генериране на нов сигнал от вътрешната страна на мембраната.

Има три типа рецептори:

Рецепторите от първия тип - са протеини, които имат един трансмембранен верига. Активното място на алостеричен ензим (тирозин протеин кинази са много) се намира от вътрешната страна на мембраната. При свързване на хормона на димеризацията на рецептора настъпва последния с едновременно активиране и фосфорилиране на тирозин в рецептор. С фосфотирозин протеин се свързва носител сигнал, който предава вътреклетъчни протеин кинази.
Йонни канали. Тези мембранни протеини, които при свързване с лиганди са изложени на йони Na +. К + или Cl +. Така са невротрансмитери.
Рецепторите от третия вид. Тя включва GTP-свързващи протеини. пептидната верига на рецептора се състои от седем трансмембранни нишки. Тези рецептори предават сигнала чрез GTP-свързващи протеини (G-протеини) на ефекторни протеини. Функцията на тези протеини е да се промени концентрацията на вторични посредници (вж. По-долу).

Свързването хидрофилен хормон мембранен рецептор води до един от три междуклетъчен отговор: 1) рецепторни тирозин кинази се активират вътреклетъчния протеин киназа 2) активиране на йонни канали води до промяна в концентрация йон, 3) активиране на рецептори куплирани към GTP-свързващи протеини, води до синтеза на съединения -posrednikov, вторични посредници. Всички три от хормонални системи за сигнализация са свързани помежду си.

Разглеждане на преобразуване на сигнала G-протеини, като този процес играе ключова роля в механизма на действие на редица хормони. G-протеини се прехвърлят на трети сигнал тип рецепторни протеини ефектори. Те са съставени от три субединици: # 945;, # 946; и д. # 945; субединица може да се свърже гуанинови нуклеотиди (GTP БВП). В неактивно състояние на G-протеин свързани с БВП. При свързване на хормона на рецептора, последният променя своята конформация, така че може да се свърже G-протеини. Съединение G-протеин към рецептора води до обмен на БВП за GTP. По този начин се активиране на G-протеин, той се отделя от рецептора и се дисоциира в # 945; субединица и # 946;, грам-комплекс. GTP # 945; субединица се свързва с ефекторни протеини и променя тяхната активност, което води до синтеза на вторични медиатори (посланици): сАМР, цГМФ, диацилглицерол (DAG), инозитол 1,4,5-трифосфат (I-3 -F) и други. бавното хидролиза на GTP свързан към БВП превежда # 945; подразделение в неактивно състояние, и то отново е свързано с # 946;, грам-комплекс, т.е. G-протеин се връща в първоначалното си състояние.

Втори пратеници. или медиатори е вътреклетъчни вещества, чиято концентрация е строго контролирани от хормони, невротрансмитери и други извънклетъчни сигнали. Най-важните вторични посредници са сАМР, цГМФ, диацилглицерол (DAG), инозитол 1,4,5-трифосфат (I-3-P), азотен оксид.

Механизмът на действие на сАМР. Това е алостеричен ефектор на сАМР протеин киназа А (PP-A) и йонни канали. В неактивно състояние на PC-А е тетрамер на две каталитични субединици (C-субединици), които инхибират регулаторни субединици (R-субединици). При свързване на сАМР R-субединици дисоциира от комплекс и К субединицата активиран.

Активен ензим може да фосфорилира определен серинови и треонинови остатъци в повече от 100 различни протеини и транскрипционни фактори. В резултат на фосфорилиране променя функционалната активност на тези протеини.

Ако изравни заедно, ние получаваме следната схема система аденилатциклаза:

Активиране на аденилат циклаза sisttemy трае много кратко време, тъй като G-протеин при свързване към аденилат циклаза започва да проявяват GTPase активност. След хидролиза на GTP G-протеин възвръща своята конформация и престава да активиране на аденилил циклаза. В резултат на това той спира образуването на цАМФ отговор.

Освен това участниците аденилат циклаза система в определени целеви клетки са рецепторни протеини, свързани с G-протеини, които водят до инхибиране на аденилат циклаза. В този комплекс "GTP-G-протеин" инхибира аденилат циклаза.

Когато спре образуването на сАМР реакции на фосфорилиране в клетката не спира веднага: докато се задържи молекула сАМР - ще продължи процеса на активиране на протеин кинази. За да се прекрати сАМР в клетки има специален ензим - фосфодиестераза, който катализира реакцията на хидролиза на 3 ', 5'-цикличен AMP-до AMP.

Някои вещества, имащи инхибиторно действие върху фосфодиестераза (например, алкалоид кофеин, теофилин), допринасят за поддържане и повишаване на концентрацията на цикличен-АМР в клетките. Под влиянието на тези вещества в дължината на тялото на активирането на аденилат циклаза система става по-голяма, че се увеличава чрез действието на хормона.

Освен аденилат циклаза или циклаза системи гуанилатна има също така механизъм за предаване на информация вътре в целевите клетки с инозитол трифосфат и калциеви йони.

Инозитол трифосфат - вещество, което се извлича комплекс липид - инозитол. Тя се формира в резултат на специален ензим - фосфолипаза "С", който се активира в резултат на конформационни промени в рецептор вътреклетъчния домен на мембранен протеин.

Този ензим хидролизира фосфоестерно връзка в молекулата фосфатидил-инозитол-4,5-бифосфат и получената образува диацилглицерол и инозитол трифосфат.

Известно е, че образуването на диацилглицерол и инозитол трифосфат увеличава концентрацията йонизиран калций в клетката. Това води до активиране на много калций-зависими протеини в клетки, включително активирана протеин киназа различно. Тук, както и в активирането на аденилат циклаза система, етап на предаване на сигнала е вътреклетъчен протеин фосфорилиране, което води до физиологичен отговор на клетката на действието на хормона.

В механизма на фосфоинозитид сигнализиране в целевата клетка участва специално калций-свързващ протеин - калмодулин. Това ниско молекулно тегло протеин (17 Ша), 30%, състояща се от отрицателно заредени аминокиселини (Glu, Asp), и следователно способни активно свързва Са + 2. Един калмодулин молекула има четири свързване калциеви сайтове. След взаимодействие с Са +2 молекули претърпяват конформационни промени и калмодулин комплекс "-kalmodulin Са 2" става способни да регулират активността (алостерично активиране или инхибиране) Много ензими - аденилил циклаза, фосфодиестераза, Са + 2, Mg 2 -ATPase и различни протеинови кинази.

В различни клетки при излагане на комплекс "Са +2 -kalmodulin" на изоензими на същия ензим (например, аденилат циклаза различен тип) в някои случаи има активиране, а в други - инхибиране на реакцията на образуване на сАМР. Тези различни ефекти се появяват поради алостерични центрове изоензими могат да включват различни аминокиселинни радикали и тяхната реакция на действието на комплекса на Са +2 -kalmodulin ще варира.

По този начин, като "втори месинджър" за предаване на сигнали от хормони в прицелните клетки може да бъде:

- Цикличните нуклеотиди (сАМР и цГМФ);

механизми за прехвърляне на информация от хормони в прицелните клетки чрез тези посредници имат общи характеристики:

1. етап на предаване на сигнала е протеин фосфорилиране;

2. Прекратяването на активиране се появява в резултат на специални механизми, инициирани от участниците процеси - има механизми на отрицателна обратна връзка.

Хормоните са основни хуморални регулатори на физиологичните функции, и сега са добре известни за техните свойства, биосинтетични процеси и механизми на действие.