Рецептори гормонів пов`язані з g-білком. Фермент-зв`язані рецептори гормонів

Відео: Дослідження G білків. Стендап з лаб

багато гормони активують рецептори, які регулюють активність білків клітин мішеней (наприклад, ферментів або білків іонних каналів) не безпосередньо, а об`єднуючись з групами білків клітинних мембран, званими гетеротрімернимі ГТФ-пов`язаними білками (G-білками). Відомо більше 1000 G-білок-сполучених рецепторів, всі вони мають 7-трансмембранних сегментів, що утворюють петлі всередині і зовні мембрани клітини. Деякі частини рецептора, що виступають в цитоплазму клітини (головним чином розташований в цитоплазмі клітинний хвіст рецептора), об`єднані з G-білками, що включають три частини (звідси - тримерного): а-, бета-, у-субодиниці. Коли ліганд (гормон) взаємодіє з позаклітинної частиною рецептора, в ньому відбуваються конформаційні зміни, що активують G-білок і індукують внутрішньоклітинні сигнали, які або (1) відкривають або закривають іонні канали мембрани, або (2) змінюють активність ферментів в цитоплазмі клітини.

Трикомпонентні G-білки отримали свою назву завдяки своїй здатності зв`язуватися з гуанозінових нуклеотидами. У неактивному стані альфа-, бета-, у-субодиниці G-білка утворюють комплекс, пов`язаний з гуанозіндіфосфатом допомогою альфа-субодиниці. Коли рецептор активується, наступні конформаційні зміни призводять до заміни гуанозіндіфосфата на гуанозинтрифосфат і взаємодії цитоплазмових частини рецептора з G-білком. Заміщення ГДФ на ГТФ змушує ос-субодиницю відокремитися від трехкомпонентного комплексу і взаємодіяти з іншими сигнальними білками клітини. Ці білки, в свою чергу, змінюють активність або іонних каналів, або ферментів клітини, таких як аденилатциклаза або фосфоліпаза С, змінюють функції клітини.

ознаки активації зникають у зв`язку зі зникненням гормона- альфа-субодиниця інактивується шляхом заміни пов`язаного з нею ГТФ на ГДФ. Потім а-субодиниця знову об`єднується бета- і у-субодиницями, формуючи неактивний пов`язаний з мембраною трикомпонентний G-білок.

деякі гормони взаємодіють з гальмівними G-білками (позначають як G1-білки), в той час як інші - з активують G-білками (позначають як Gs-білки). Таким чином, в залежності від взаємодії рецептора гормону з гальмуючим або активує G-білком гормон може або збільшувати, або знижувати активність ферментів в клітці. Ця комплексна система мембран клітин і G-білків потенційно забезпечує різноманіття відповідей різних тканин-мішеней організму на дію різних гормонів.

Фермент-зв`язані рецептори гормонів

деякі рецептори, активуючи, функціонують як ферменти або тісно пов`язані з ферментами, які вони активують. Ці фермент-зв`язані рецептори є білками, які мають тільки 1 трансмембранну частина, на відміну від G-білок-сполучених рецепторів, що мають 7 таких фрагментів. Фермент-зв`язані рецептори мають свою гормон-зв`язує частину на зовнішній поверхні мембрани і каталізує або пов`язану з ферментом частину на внутрішній поверхні. Коли гормон зв`язується із зовнішньою частиною рецептора, фермент негайно активується (або інактивується), хоча багато ензим-зв`язані рецептори мають власної ферментативної активністю, інші впливають на ферменти, тісно пов`язані з рецептором, що супроводжується змінами функцій клітини.

Одним із прикладів ензим-зв`язаного рецептора може бути рецептор лептину. Лептин є гормоном, секретуючи-мим жировими клітинами, і викликає різноманітні фізіологічні ефекти. До числа особливо важливих його впливів відносять впливу на апетит і енергетичний баланс.

рецептор лептину є представником великого сімейства цитокін-рецепторів, які самі не володіють ферментативною активністю, але їх активність є сигналом для пов`язаних ферментів. У разі лептин-рецептора один із шляхів реалізації впливів опосередкований тирозинкінази з сімейства янускінази (ЯК-2). Лептин-рецептор є димером (тобто включає дві частини) і зв`язується з лептином екстрацеллюлярной частиною рецептора, що призводить до конформаційних змін, що робить можливим фосфорилирование і активацію внутрішньоклітинної асоційованої з ЯК-2-молекулою. Активація ЯК-2-молекул сприяє фосфорилированию інших фрагментів тирозину всередині комплексу лептин-рецептор-ЯК-2, опосредуя внутрішньоклітинний сигнал.

внутрішньоклітинні сигнали включають фосфорилювання сигнального перетворювача і активатора транскрипції - білка, що активує процеси транскрипції в генах-мішенях лептину, ініціюючи синтез білків. Фосфорилювання ЯК-2 призводить також до активації інших внутрішньоклітинних ферментів, таких як мітоген-активує протеїнкінази і фосфатіділінозітолтрікіназа. Деякі впливу лептину здійснюються швидко, як результат, активації цих внутрішньоклітинних ферментів, в той час як інші - більш повільно у зв`язку з необхідністю синтезу нових білків.

прикладом іншого механізму, широко використовуваного в гормональному контролі функцій клітини, є активація ферменту аденілатциклази на кінці рецептора, зверненого всередину клітини після взаємодії зовнішнього кінця цього трансмембранного рецептора з гормоном. Аденилатциклаза каталізує утворення циклічного аденозинмонофосфату, що викликає безліч ефектів в клітці, контролюючих її активність. цАМФ називають вторинним посередником в клітці, тому що він, не будучи гормоном, опосередковує дію гормонів клітини.

для невеликого кількості гормонів-пептидів, таких як передсердний натрійуретичний пептид, циклічний гуанозинмонофосфат, не надто відрізняється від цАМФ, служить вторинним посередником в клітці, діючи подібно цАМФ.