Биологические мембраны: структурная организация, функции, модификация физико-химическими агентами - Артюхов В.Г.
ISBN 5-7455-1162-1
Скачать (прямая ссылка):
Лейкоцитарные белки адгезии
3 Рецепторы митогенов факторов роста , Стимуляция
обладающие тирозинкиназной актив клеточного роста
ностью:
Рецептор фактора роста эпидермиса
Рецептор фактора роста производных
тромбоцитов
Инсулиновый рецептор
4 Рецептор^ нейромедиаторов ионные ка Каналы,
налы : функционирующие
Никотиновый ацетилхолиновый как рецепторы
рецептор
Рецептор у-аминомасляной кислоты
Глициновый рецептор
5 Рецепторы, активирующие G-белки: Участвуют в
(З-Адренергические рецепторы активации G-белков
а-Адренергические рецепторы
Опсины родопсин
Мускариновые ацетилхолиновые
рецепторы
Для обеспечения рецепторной функции молекулы белков должны отвечать ряду требований:
а) обладать высокой избирательностью к лиганду;
б) кинетика связывания лиганда должна описываться кривой с насыщением, соответствующим состоянию полной занятости всех молекул рецепторов, число которых на мембране ограничено;
в) рецепторы должны обладать тканевой специфичностью, отражающей наличие или отсутствие данных функций в клетках органа-мишени;
г) связывание лиганда и его клеточный (физиологический) эффект должны быть обратимы, параметры сродства должны соответствовать физиологическим концентрациям лиганда.
Лиганд-рецепторные взаимодействия реализуются при помощи слабых нековалентыых сил: электростатических, ион-диполь-ных, ван-дер-ваальсовых и гидрофобных взаимодействий, водородных связей.
Рассмотрим основные свойства рецепторов плазматической мембраны клетки и формирование первичного ответа.
1. Рецепторы, сопряженные с G-белками
Эти рецепторы образуют комплекс с мембранными GTP-свя-зывающими белками (G-белками). Первичными сигналами для этих рецепторов служат низкомолекулярные гормоны и нейротрансмиттеры (адреналин, норадреналин, ацетилхолин, серотонин, гистамин), пептидные и белковые гормоны (адренокортикотроп-ный гормон, соматостатин, вазопрессин, гонадотропные гормоны). Один и тот же первичный мессенджер может инициировать передачу сигнала с участием последовательности разных рецепторов G-белков. Эти рецепторы представляют собой мономерные интегральные мембранные белки, полипептидная цепь которых семь раз пересекает клеточную мембрану. При связывании лиганда с рецептором изменяется конформационное состояние комплекса рецептор G-белка — G-белок. В результате облегчается обмен связанного с G-белком GDP на GTP (рис. 15), Активиро-
Лиганд
GTP
-/» л 4 tr беяок- 5 > белок-
|1 7 ....................
(x/GTP
a/GDP
+Рп
АТР сАМР
I
Вторичный
ответ
Рис. 15. Схема эффектов, индуцируемых присоединением лиганда к рецептору (R), сопряженному с G-белком (развитие первичного ответа)
ванный таким образом G-белок, связанный с GTP, может отделиться от рецептора, а его субъединица а взаимодействует в результате этого с мембранными белками — мишенями (аденилат-циклазой, ионными каналами, фосфолипазой С),
Обнаружено около 20 типов различных G-белков*. Они являются гетеротримерами, которые состоят из субъединиц трех типов: а, (3, у. В норме две последние субъединицы функционируют как единый [Зу-комплекс. На а-субъединице локализован центр связывания гуаниловых нуклеотидов. В табл. 9 представлены характеристики некоторых G-белков.
Все G-белки прочно связаны с плазматическими мембранами, за исключением трансдуцина, который in vitro легко отсоединяется от мембраны. Ни одна из субъединиц не является трансмембранным белком. Однако а-субъединица может быть ацили-рована и присоединяется к мембране с помощью ковалентно связанной жирной кислоты.
При переходе сигнала в каскаде: рецептор -» G-белок -» эффекторный белок исходный внешний сигнал способен к многократному усилению (амплификации). Это связано с тем, что одна молекула рецептора, находясь в активированном состоянии в результате присоединения лиганда, переводит в активированную форму несколько молекул G-белка. При этом коэффициент усиления внешнего сигнала может составлять 102— 103, так как на каждую молекулу рецептора приходится несколько сотен или тысяч образующихся молекул G-белка. На следующей стадии каскада (G-белок —> эффекторный белок) каждая молекула активированного G-белка взаимодействует только с одной молекулой эффекторного белка, но в ответ на это в цитоплазме образуется (распадается) большое количество молекул вторичного мессенджера. В результате суммирования процессов амплификации внешнего сигнала в каскаде: рецептор -» G-белок —> эффекторный белок коэффициент усиления может составлять 105—10е.
