Рецептори пептидних гормонів локалізовані на плазматичних мембранах і мають три домену - позаклітинний, внутрімембранний і цитоплазматический. При приєднанні гормону до рецептора розвиваються процеси, що призводять до утворення месенджерів. Месенджери активують ферменти-протеїнкінази, що є АТФ-фосфотрансферази. Вони каталізують фосфорилювання білків-регуляторів шляхом перенесення фосфатних груп від АТФ до гідроксильних груп залишків серину, треоніну, тирозину в складі цих білків.
У систему вторинних месенджерів входять циклічні АМФ (цАМФ) і ГТФ (цГТФ), іони кальцію, іонозілтріфосфат, диацилглицерол і ін.
Цикло-АМФ виступає в ролі вторинного посередника при дії таких гормонів, як ЛГ, ФСГ, АКТГ, липотропини, МСГ, антидіуретичний гормон (АДГ), тиреоліберином, паратін, кальцитонін, глюкагон, секретин, катехоламіни, мелатонін, гастрин, гістамін.
цАМФ утворюється з АТФ під дією аденілатциклази, вбудованої в цитоплазматическую мембрану клітин. Аденилатциклаза - ліпопротеїд, що має регуляторну та каталітичну субодиниці. Регуляторна одиниця пов'язана з гормональними рецепторами через ГТФ-зв'язуючі, або G-білки, які виконують роль універсальних сполучають білків. Встановлено два типи сполучають білків: Gs-активують білки, які стимулюють активність аденілатциклази і збільшують продукцію цАМФ, і інгібуючі Gi-білки, які пригнічують активність аденілатциклази і знижують продукцію цАМФ. Обидва білка складаються з 3-х суб'едінц - a, b і g. При взаємодії гормону зі специфічним рецептором клітини відбуваються конформаційні зміни G-білка. В результаті звільняється a-субчастіца, яка взаємодіє з ГТФ, і цей комплекс активує аденілатциклазу. G-білки мають ГТФ-азной активністю, і тому в подальшому відбувається розщеплення ГТФ з утворенням ГДФ. Комплекс G-білок-ГТФ надає на аденілатциклазу інгібуючу дію, і передача гормонального сигналу завершується (рис.18).
цАМФ взаємодіє з ферментом протеїнкіназою, який шляхомфосфорилювання активує в клітинах певні білки - ферменти і забезпечує фізіологічні ефекти даного гормону.
Протеїнкінази можуть існувати в двох формах: неактивною, що складається з 4-субодиниць, і активною.
Рис.18. Регуляція активності аденілатциклази адреналіном
За відсутності цАМФ фермент являє комплекс з двох каталітичних (С) і двох регуляторних R субодиниць. При наявності цАМФ комплекс активується шляхом оборотної дисоціації на одну регуляторну та дві вільні каталітичні субодиниці. Каталітичні субодиниці за участю АТФ фосфорилюється інші регуляторні білки. Дефосфорілірованіе білків і повернення у вихідне функціональний стан здійснюється за допомогою ферменту фосфопротеідфосфофатази за схемою:
Інактивація цАМФ в клітці відбувається під дією ферменту фосфодіестерази.
Поряд з цАМФ в клітинах виявлений і цГМФ, який виявлений в гуанілатціклазной реакції. Через гуанілатціклазную систему реалізуються ефекти атріпептідов, фактора росту, гістаміну, глутамату.
Для ряду гормонів і нейротрансмітерів вторинним посередником є іони кальцію. До агентам, які активують рецептоуправляемие кальцієві канали, відносяться рецептори вазопресину, окситоцину, гастрину і т.д. Під дією гормонального стимулу рецептор взаємодіє з G-зв'язуючими білками і впливає на рецептороуправляемие кальцієві канали, і Cа 2+ надходить із зовнішнього середовища або внутрішнього депо. Рівень кальцію в клітині підвищується. Подальша передача гормонального стимулу Cа 2+ відбувається в різних клітинах двома шляхами: безпосередньо впливом на активність білків-ферментів, іонних насосів, селективних каналів проникності, скорочувальних та інших білків; специфічних протеинкиназ. Цей шлях здійснюється взаємодією Cа 2+ з високочутливим до кальцію регуляторним білком-кальмодулліном, який виявляється у всіх ядерні клітини, має 4 ділянки зв'язування кальцію. Поза кальцію кальмодуллін знаходиться в неактивному стані. Пов'язуючи кальцій, він активує і ініціює кальційзалежних протеінканізи, які фосфорилируют білки, а останні викликають кінцевий ефект гормону.
1. Від яких факторів залежить реалізація біологічного ефекту гормонів?
2. Охарактеризуйте механізм дії стероїдних і пептидних гормонів.
3. Що таке вторинні посередники і які з них вам відомі?
4. Назвіть основні ефекти підвищення концентрації цАМФ?
5. Який вплив буде надавати тироксин на клітини в присутності інгібіторів транскрипції або трансляції?
4. Киршенблат Я.Б. Загальна ендокринологія: Учеб. посібник для ун-тов.- М. Вища школа, 1971. - 384 с.
Частина II.
ОБМІН РЕЧОВИН І ЕНЕРГІЇ В ОРГАНІЗМІ