Посилення в каскадах передачі сигналів

Послідовність подій при передачі сигналу через G-білки

У передачі сигналу з β-адренергічного рецептора беруть участь білки, названі (із причин, що стануть ясними нижче) G-білками. Слід зазначити, що NH₂ кінцева ділянка рецепторів, що зв'язують G-білки, знаходиться на екстраклітинній стороні мембрани і містить потенційні місця глікозилювання. Істотна роль глікозилювання в зв'язуванні ліганда була показана за допомогою мутаційного аналізу мускаринових рецепторів. С-кінцева ділянка локалізована на цитоплазматичній стороні плазматичної мембрани і містить висококонсервативні цистеїнові залишки, характерні для всього сімейства G-білків зв’язуючих рецепторів.

У неактивному стані G білки звичайно знаходяться поблизу рецептора. Фактично вони являють собою комплекс, сформований з 3-х різних субодиниць, названих α, β і γ. До активації всі три субдиниці зв'язані разом. Коли рецептор активується приєднанням ліганду, на α субодиниці відбувається обмін GDP на GTP (відкіля і термін G білок). Два стани G білка (on або off) визначаються гуаніновим нуклеотидом, що він у даний момент зв'язує. Неактивний G білок зв'язує GDP, активний зв'язує GTP. Будучи в активному стані, G білок передає сигнали далі в клітину. Однак G білок залишається в активному стані тільки протягом короткого періоду часу (секунди або менше), після чого він дефосфорилюється його власною GTP-азою. Цей гідроліз представляє механізм негативного зворотного зв'язку, що забезпечує короткочасність перебування G білка в активному стані. В останні роки з'ясовані механізми участі βγ субодиниці G білка в регуляції активності К+ і Са2+ каналів. На рис 2.10. показана схема регуляції βγ субодиницею К+ каналу плазматичної мембрани серцевої клітини. βγ субодиниця бере участь також у механізмі десенситизації рецепторів (мал.2.11.)

α-ГТФ субодиниця G білка активує ефекторну молекулу. У випадку взаємодії адреналіну з адренергічним рецептором такою молекулою є аденілатциклаза. Протягом короткого періоду своєї активності аденілатциклаза продукує кілька сотень молекул цAMФ. Після того, як молекули цAMФ активують протеїнкіназу А, вона фосфорилює і активує фермент глікогенфосфорилазу, що розщеплює глікоген до глюкозо-1-фосфату. Протеінкіназа А фосфорилює також глікогенсинтазу, що приводить до інгібування її активності і, таким чином, запобігає перетворенню звільненої глюкози в глікоген (мал.2.12). Ці два ефекти разом забезпечують мобілізацію глюкози через розщеплення глікогену, що запасається в печінці.

У цьому каскаді відбувається величезне посилення сигналу. Одна молекула адреналіну може викликати активацію сотень субодиниць G білків. Кожна з них у свою чергу буде активувати аденілатциклазу, що у свою чергу синтезує сотні молекул цАМФ. цАМФ активує протеїнкіназу А, що модифікує сотні молекул-мішеней у клітині.

Дата добавления: 2015-05-10