Трансмембранная передача сигналов
Гормоны и другие сигнальные (регуляторные) молекулы пептидной природы, а также адреналин и норадреналин не проникают через клеточную мембрану. Первое звено действия гормона на клетку-мишень заключается в его присоединении к рецептору данного гормона — интегральному белку мембраны, имеющему на наружной поверхности мембраны центр связывания гормона; далее сигнал передается внутрь клетки при участии других специальных белков мембраны, а также белков цитозоля.
- Трансмембранная передача.
Эта регуляторная система частично описана. Аде-нилатциклазная система включает рецептор гормона, белок G, аденилатциклазу и протеинкиназу А. Первые три белка — мембранные, четвертый — цитозольный.
Рецептор гормона имеет центр связывания гормона (на наружной поверхности мембраны) и центр связывания белка G. Белки G являются олигомерами сфу, в процессе функционирования тример разделяется на протомер а и димер ffy. Про-томер а — фермент, связывает и гидролизует ГТФ; находясь в составе тримера, протомер а связан с ГДФ (состояние 1).
Связывание гормона с рецептором приводит к изменению конформации рецептора и увеличению его сродства к G-белку, в результате образуется комплекс гормон-рецептор-С-ГДФ. При этом снижается сродство а-протомера к ГДФ и повышается к ГТФ, поэтому происходит замещение ГДФ на ГТФ ( состояние 2).
В результате замещения ГДФ на ГТФ и конформационных изменений комплекс а-протомер-ГТФ отделяется от протомеров (Зу и от рецептора, но приобретает сродство к аденилатциклазе. Аденилатциклаза имеет центр связывания для комплекса а-протомер-ГТФ, а также для своего субстрата АТФ, из которого образуется цАМФ; цАМФ активирует протеинкиназу А (состояние 3).
Контакт а-протомера с аденилатциклазой пробуждает ГТФазную активность а-протомера: происходит гидролиз ГТФ, связанной с а-протомером. Но в результате гидролиза ГТФ тут же утрачивается сродство а-протомера к аденилатциклазе: комплекс а-протомер-ГДФ вновь соединяется с протомерами |3 и у (состояние 4). Если концентрация гормона в крови остается высокой и рецептор остается связанным с гормоном, то система приходит в состояние 2, и далее в состояния 3, и 4, и снова 2, и т. д. Если же гормон исчезает, то состояние 4 переходит в состояние 1.Но система находится в готовности вновь включиться, когда в крови появится соответствующий гормон.
Активный центр аденилатциклазы экспонирован на внутренней поверхности мембраны, цАМФ освобождается в цитозоль. Гормон называют первым, или внеклеточным, вестником сигнала, а цАМФ — вторым (внутриклеточным) вестником.
При участии цАМФ происходит активация протеинкиназы А. Процесс активации обратимый, следовательно концентрация активной протеинкиназы пропорциональна концентрации цАМФ. Далее протеинкиназы изменяют скорость определенных метаболических процессов путем фосфори-лирования ферментов.