Mecanismul de acțiune al hormonilor hidrofili

hormonii hidrofili sunt construite din aminoacizi sau sunt derivați din aminoacizi. Acestea sunt depozitate în cantități mari în celulele glandelor endocrine și intră în sânge după cum este necesar. Cele mai multe dintre aceste substanțe sunt transportate în fluxul sanguin fără purtători. hormonii hidrofile nu sunt capabili să treacă prin membrana celulelor lipofil, acționând astfel asupra celulelor țintă prin legarea la un receptor de pe membrana plasmatică.

Receptorii - sunt proteine ​​membranare integrale care se leaga substanta de semnalizare pe partea exterioară a membranei și datorită schimbărilor în structura spațială a genera un nou semnal pe partea interioară a membranei.

Există trei tipuri de receptori:

1. Receptorii de primul tip - sunt proteine ​​care au un lanț transmembranar. site-ul activ al unei enzime alosterica (protein tirozin kinaze sunt multe) este situat pe partea interioară a membranei. După legarea hormonului la dimerizarea receptorilor apare din urmă cu activarea simultană și fosforilarea tirozinei în receptor. Cu proteina fosfotirozina leaga semnal purtător care transmite intracelular protein kinaze.
2. Canale de ioni. Aceste proteine ​​membrana, care după legare cu liganzi sunt expuși la ionii de Na +. K + sau CI +. Deci, sunt neurotransmitatori.
3. Receptorii de-al treilea tip. Aceasta implică în legarea GTP proteine. Lanțul peptidic al receptorului cuprinde șapte catene transmembranare. Acești receptori transmit semnalul prin intermediul proteinelor de legare GTP (G-proteina) asupra proteinelor efector. Funcția acestor proteine ​​este de a schimba concentrația mesagerilor secundari (vezi. De mai jos).

Legarea receptorului de membrană hormonului hidrofilă atrage după sine una dintre cele trei răspuns intracelular: 1) tirozin kinaze receptor activează intracelular protein kinaza 2) activarea canalelor ionice conduce la o modificare a concentrației de ioni, 3) activarea receptorilor cuplați la proteine ​​de legare GTP, declanseaza sinteza compușilor -posrednikov, al doilea mesager. Toate cele trei sisteme de semnalizare hormonale sunt interconectate.

Luați în considerare de conversie a semnalului G-proteine, deoarece acest proces joacă un rol-cheie în mecanismul de acțiune al unui număr de hormoni. Proteinele G sunt transferate într-un al treilea semnal de tip receptor proteine ​​efectori. Ele sunt compuse din trei subunități: # 945;, # 946; și g. # 945; subunitatea poate lega guanin nucleotide (GTP PIB). În starea inactivă a G-proteina legate de PIB. După legarea hormonului la receptor, acesta din urmă își schimbă conformația, astfel încât se poate lega proteinele G. Compus G-proteină la receptor conduce la un schimb PIB pentru GTP. Astfel, există o activare a proteinei G, este separat de receptor și disociază în # 945; și subunitatea # 946;, g complex. GTP # 945; subunitate se leagă la proteinele efectoare și alterează activitatea acestora, având ca rezultat sinteza mediatorilor secundari (mesageri): cAMP, cGMP, diacilglicerol (DAG), inositol 1,4,5-trifosfat (I-3 -F) și altele. hidroliza lentă a GTP legat la PIB se traduce # 945; subunitate într-o stare inactivă, și este din nou asociat cu # 946;, g complex, adică, G-proteina revine la starea sa inițială.

Mesagerii secundari. sau mediatori este substanțe intracelulare a căror concentrație este controlată strict de hormoni, neurotransmițători și alte semnale extracelulare. Cei mai importanți mesagerilor secundari sunt cAMP, cGMP, diacilglicerol (DAG), inositol 1,4,5-trifosfat (I-3-P), monoxid de azot.

Mecanismul de acțiune al AMPc. Este un efector alosteric al cAMP protein kinaza A (PP-A) și canale de ioni. În starea inactivă a PC-A este un tetramer a două subunități catalitice (C-subunitare) care au inhibat subunități de reglementare (R-subunitare). După legarea de cAMP R subunități disocieze de subunitatea complexă și K activată.

enzimă activă poate fosforila anumite serină și treonină în mai mult de 100 de proteine ​​diferite si factori de transcripție. Ca rezultat al fosforilării modifică activitatea funcțională a acestor proteine.

Dacă totul lega împreună, vom obține următoarea schemă de sistem adenilatciclază:

Activarea sisttemy adenilatciclaza durează un timp foarte scurt, deoarece proteina G la legarea la adenilat ciclaza începe să prezinte activitate GTPase. După hidroliza GTP G-proteina își recapătă conformația și încetează să activeze adenilil ciclaza. Ca urmare, se oprește formarea de răspuns AMPc.

În plus participanții la sistem adenilat ciclazei în anumite celule țintă sunt proteine ​​receptor asociate cu proteinele G, care conduc la inhibarea adenilat ciclazei. În acest complex „GTP-G-proteină“ inhibă adenilat ciclaza.

Când se oprește formarea de reacții de fosforilare AMPc în celulă nu se oprește imediat: în timp ce persistă molecula cAMP - va continua procesul de activare a protein kinaze. Pentru a termina cAMP în celule există o enzimă specială - fosfodiesterazei care catalizează reacția de hidroliză a 3“, 5'-ciclic-AMP la AMP.

Unele substanțe cu acțiune inhibitoare asupra fosfodiesterazei (de exemplu, cafeină alcaloid, teofilina), contribuie la menținerea și creșterea concentrației de AMP ciclic în celule. Sub influența acestor substanțe în lungimea corpului de activarea sistemului adenilat ciclaza devine mai mare, care este îmbunătățită prin acțiunea hormonului.

Mai mult adenilat ciclaza sau sisteme guanilatciclazei există și mecanism de transmitere a informațiilor în interiorul celulelor țintă cu inositol trifosfat și ioni de calciu.

Inozitol trifosfat - o substanță care este derivată de lipide complexe - inozitol. Este format ca rezultat al enzimei speciale - fosfolipaza „C“, care este activat ca urmare a modificărilor conformaționale în receptor domeniul intracelular proteina de membrana.

Această enzimă hidrolizează legătura fosfoester într-o moleculă-fosfatidil inozitol-4,5-bifosfat și rezultat format diacylglycerol și inozitol trifosfat.

Este cunoscut faptul că formarea diacylglycerol și inositol trifosfat crește concentrația calciului ionizat din interiorul celulei. Acest lucru duce la activarea multor proteine ​​dependente de calciu in interiorul celulelor, inclusiv protein kinaza activată diferită. Aici, ca și în activarea sistemului adenilat ciclaza, o etapă de transmitere a semnalului este fosforilarea proteinelor intracelulare, ceea ce conduce la un răspuns fiziologic al celulei la acțiunea hormonului.

In mecanismul fosfoinositid de semnalizare în celula țintă este implicată proteină specială de legare de calciu - calmodulin. Această proteină cu greutate moleculară mică (17 kDa), 30% constând din încărcate negativ aminoacizi (Glu, Asp), și, prin urmare, capabilă în mod activ lega Ca + 2. O molecula calmodulin are patru situsuri de legare de calciu. După reacția cu Ca + 2 molecule supuse unor modificări conformaționale și complexe calmodulin „-kalmodulin Ca + 2“ devine capabil să regleze activitatea (alosteric inhiba sau activa) Multe enzime - adenilciclazei, fosfodiesteraze, Ca + 2, Mg + 2 -ATPaza și diferite protein kinaze.

In diferite celule prin expunerea complexului „Ca +2 -kalmodulin“ pe izozime aceeași enzimă (de exemplu, adenilat ciclaza tip diferit), în unele cazuri, există activare, iar în altele - inhibarea reacției formării cAMP. Aceste efecte diferite apar deoarece centrele alosterice izoenzime pot include diverși radicali amino și reacția lor la acțiunea complexului de Ca +2 -kalmodulin va varia.

Astfel, ca un „al doilea mesager“ pentru transmiterea semnalelor de la hormoni in celule tinta pot fi:

- nucleotide ciclice (cAMP și cGMP);

mecanisme de transfer de informații de la hormoni în celulele țintă prin intermediul acestor intermediari au caracteristici comune:

1. o etapă de transmitere a semnalului este fosforilarea proteinelor;

2. Încetarea activării are loc ca urmare a unor mecanisme speciale inițiate de participanții la procese - există mecanisme de feedback negativ.

Hormonii sunt reglatori umorale majore ale funcțiilor fiziologice, și sunt acum bine cunoscute pentru proprietățile lor, procesele și mecanismele de acțiune biosintetice.