Hormonok (4) - előadás, 1. oldal
Biokémiája hormonok V.250599
Az emberi test létezik, mint egy egész miatt a távközlési rendszer, amely az információk átadását az egyik cellából a másik, azonos szövetekben vagy a különböző szövetekben. E rendszer nélkül lehetetlen fenntartani homeosztázis. Az információ továbbítása a sejtek közötti többsejtű élőlények, figyelembe három részből álló rendszer: központi idegrendszer (CNS), endokrin rendszer (belső elválasztású mirigyek) és az immunrendszerre.
információátvitel módszerek mindezen rendszerek - vegyi anyag. Közvetítők az információ továbbítása lehet jelátviteli molekula.
Ezek a jeladó molekulák közé négy anyagcsoportok: az endogén, biológiailag aktív anyagok (mediátorok az immunválasz, növekedési faktorok, stb), a neurotranszmitterek, antitestek (immunglobulinok) és hormonok.
B & H I M & I T O R M O N O V
Hormonok - biológiailag aktív anyagok, amelyek szintetizált kis mennyiségben sejtekben spetsializirovannnyh endokrin rendszer és ezen keresztül a keringő folyadékot (például vért) szállított a célsejtekbe, ahol fejtik ki szabályozási intézkedéseket.
Hormonok, mint más jelátviteli molekulák van néhány közös tulajdonságokkal.
Általános tulajdonságait hormonok.
1) elkülönül a termelő sejtek azokat az extracelluláris térben;
2) nem szerkezeti elemek a sejtek, és nem használják energiaforrásként.
3), amely képes specifikusan kölcsönhatásba lépni rendelkező sejteket hormon receptorai.
4) rendelkeznek nagyon magas a biológiai aktivitása - hatékonyan sejtekre hatnak nagyon kis koncentrációban (körülbelül 10 -6 - 10 -11 mól / l).
Hatásmechanizmusa a hormon.
Hormonok befolyásolják a megcélzott sejtek.
Célsejt - egy sejtet, amely specifikusan kölcsönhatásba lépnek hormonok révén speciális receptor proteinek. Ezek a receptor-proteinek találhatók a külső sejtmembránon vagy a citoplazmában, vagy nukleáris membránon és más sejtszervecskéket.
Biokémiai mechanizmus a jelátviteli a hormon a célsejtekben.
Bármilyen fehérje-receptor áll legalább két domént (helyek), amelyek két funkciója van:
- konvertáló és továbbítjuk a kapott jelet a sejt belsejébe.
Hogyan receptor fehérje felismeri a hormon molekula, amely együtt tud működni?
Az egyik domén-receptor fehérje tartalmaz egy régiót bármelyikével komplementer részei a jelátvivő molekulának. A kötődés a receptor a jelátvivő molekula hasonló a folyamat kialakulásának az enzim-szubsztrát komplex határozza meg a nagyságát és affinitási állandókat.
1. Kapcsolódó deficiens receptor protein szintézist.
2. társult a változás a receptor szerkezet - genetikai hibák.
3. társult a blokkoló-receptor-protein antitestek.
Hatásmechanizmusa hormonoknak a megcélzott sejt.
Attól függően, hogy a szerkezet a hormon két típusú interakciókat. Ha a lipofil molekula egy hormon, (például, szteroid hormonok), ez képes áthatolni a külső réteg a lipid membrán a célsejtek. Ha a molekula nagy vagy poláris, lehetetlen behatolni a sejtbe. Ezért lipofil hormon receptorok belül van a célsejtek, valamint a hidrofil - receptorok megtalálhatók a külső membrán.
A celluláris válasz hormonális jeleket esetében hidrofil ható molekulák intracelluláris szignál transzdukciós mechanizmust. Ez történik részvételével nevű anyag „második hírvivők”. Molecule hormonok nagyon változatos formában, és a „második messenger” - nem.
jelátvitel megbízhatóságát egy nagyon nagy affinitással a hormon a receptorához fehérje.
Melyek a mediátorok, amelyek részt vesznek a sejten belüli jelátviteli humorális? Ez a ciklikus nukleotidok (cAMP és cGMP), inozit-trifoszfát, a kalcium-kötő fehérje - kalmodulin, kalcium-ionokat, enzimek részt vesz a szintézis a ciklikus nukleotidok, valamint a fehérje - fehérje foszforiláció enzimek. Ezeket az anyagokat szabályozásában vesz részt a tevékenység egyes enzimrendszerek a megcélzott sejtek.
Nézzük meg részletesebben a hatásmechanizmusa hormonok és a sejten belüli mediátor. Két fő jelátvitel módszerrel a célsejteket jelátviteli molekulák membrán hatásmechanizmusa:
1. Az adenilát-cikláz (vagy a guanilát-cikláz) RENDSZER
2. foszfoinozitid MECHANISM
Fő komponensek: membránfehérje receptor, a G-protein-adenilát-cikláz enzimet, guanozin-trifoszfát, protein-kináz.
Továbbá, a normális működését a adenilátcikláz rendszer ATP-t igényel.
Reakcióvázlat adenilát-cikláz rendszert az alábbiakban mutatjuk be:
Amint az ábrából látható, egy fehérje-receptor, a G-fehérje, amelyek mellett elrendezett és GTP enzim (adenilát-cikláz) vannak beágyazva a sejtmembránban.
Amíg az intézkedés a hormon, ezen alkatrészek mindegyike dissotsiirovannnom állapotban, és miután a kialakulása egy jelző molekula komplexált receptor fehérje konformációs változások jelennek G-protein. Ennek eredményeként, az egyik alegységet a G-protein megszerzi a képességét, hogy kötődni GTP.
Komplex „a G-fehérjéhez-GTP” aktiválja az adenilát-ciklázt. Az adenilát-cikláz kezd aktívan átalakítani az ATP-molekula a c-AMP.
c-AMP képes aktiválni specifikus enzimek - protein-kinázok, hogy foszforilezését katalizálják különböző fehérjék reakciók részvételével ATP. Ebben a részben a fehérje molekula maradéka foszforsav. A fő E folyamat eredményeként a változás foszforilációja a foszforilált fehérje aktivitását. A különböző típusú sejtek a foszforilációját aktiválása adenilát-cikláz rendszer kitéve fehérjéket különböző funkcionális aktivitással. Például, lehet, hogy az enzimek, a nukleáris fehérjék, membrán fehérjék. Ennek eredményeként a reakció a proteinek foszforilezésének válhat funkcionálisan aktív vagy inaktív.
Az ilyen eljárások változásához vezetnek majd a biokémiai folyamatok sebességét a célsejtben.
Az adenilát cikláz aktiválása sisttemy tart egy nagyon rövid idő alatt, mivel a G-protein kötődés után az adenilát-ciklázhoz kezd mutatnak GTPáz aktivitását. Miután GTP hidrolízis G-protein visszanyeri konformációját, és megszűnik, hogy aktiválja az adenilil-cikláz. Ennek eredményeként, akkor leállítja a cAMP képződését választ.
Továbbá a résztvevők adenilát-cikláz rendszert bizonyos célsejtek receptorral kapcsolódó fehérjék G-fehérjék, amelyek miatt gátolja az adenilát-ciklázt. Ebben a komplex „GTP-G-fehérje” gátolja az adenilát-ciklázt.
Amikor leállítja a cAMP képződését foszforiláció reakciók a cella nem áll le azonnal: míg továbbra is fennállnak molekula cAMP - továbbra is a folyamat a protein kinázok. Ahhoz, hogy megszünteti a cAMP a sejtekben van egy speciális enzim - foszfodiészteráz, amely katalizálja a hidrolízist a 3”, 5'-ciklikus-AMP, hogy AMP.
Egyes anyagok gátló hatású a foszfodiészteráz (például, alkaloid koffein, teofillin), hozzájárul a fenntartása és koncentrációjának növelése ciklikus-AMP sejtekben. Hatása alatt ezen anyagok a szervezetben hossza a adenilát-cikláz aktiválását rendszer nagyobb lesz, hogy fokozza a hatását a hormon.
Továbbá az adenilát-ciklázt vagy guanilát-cikláz rendszer is van információ átviteli mechanizmus belsejében a célsejteket inozit-trifoszfát és kalcium-ionok.
Az inozit-trifoszfát olyan anyag, amely származtatott komplex lipid - inozitol. Ez eredményeként jött létre a speciális enzim - foszfolipáz „C”, amely aktiválódik eredményeként konformációs változások a membrán fehérje-receptor intracelluláris domént.
Ez az enzim hidrolizálja a foszfoészter kötés egy molekulában foszfatidil-inozitol-4,5-bifoszfát, és a kapott képződött diacilglicerin és az inozit-trifoszfát.
Ismeretes, hogy a kialakulását diacilglicerin és az inozit-trifoszfát növeli a kalciumion koncentráció a sejt belsejében. Ez vezet az aktiválását számos kalcium-dependens proteinek sejten belüli, beleértve az aktivált protein-kináz különböző. Itt is, mint az adenilát-cikláz aktiválását rendszer egy jelátviteli színpad intracelluláris fehérje foszforilezés, ami egy fiziológiai válasz a sejt a a hormonok hatását.
A foszfoinozitid jelátviteli mechanizmus a célsejt részt speciális kalcium-kötő fehérje - kalmodulin. Ez a kis molekulatömegű fehérje (17 kDa), 30% álló negatív töltésű aminosavak (Glu, Asp), és így képesek aktívan kötődnek Ca + 2. Egy kalmodulin molekulának négy kalcium kötőhelyek. Reakció után a Ca + 2 molekulákkal mennek konformációs változásokat és a kalmodulin komplex „-kalmodulin Ca +2” válik, amely képes szabályozni a tevékenység (allosztérikusan gátolják vagy aktiválják) Számos enzim - az adenilil-cikláz, foszfodiészteráz, Ca + 2, Mg + 2 ATP-áz és a különböző protein-kinázok.
A különböző sejtek hatására a komplex „Ca +2 -kalmodulin” a izoenzimjeinek ugyanazon enzim (például, adenilát-cikláz a különböző típusú) bizonyos esetekben van aktiválást, és mások - gátlása a cAMP képződés reakció. Ezek a különböző hatások fordulnak elő, mivel alloszterikus központok izozimek közé tartoznak a különböző aminosav gyökök és ezek reakció az intézkedés a komplex Ca +2 -kalmodulin változik.
Így, mint egy „második messenger” jelek átvitelére hormonok a megcélzott sejtek lehetnek:
- Ciklikus nukleotidok (cAMP és cGMP);
információcsere mechanizmusok hormonok megcélzott sejtekbe ezek a közvetítők vannak közös vonásaik:
1. egy jelátviteli szakaszban fehérje foszforilezés
2. A felmondás az aktivációs eredményeképpen jön létre a különleges mechanizmusok által kezdeményezett résztvevői folyamatok - vannak mechanizmusok negatív visszacsatolás.
A hormonok olyan nagy humorális szabályozók fiziológiai funkciót, és ma már jól ismertek azok tulajdonságait, a bioszintetikus folyamatok és hatásmechanizmusa.
Jelek, amellyel hormonok eltérő más jelátvivő molekulák:
Szintézise 1 hormonok fordul elő specifikus endokrin sejtekben. Ebben az esetben, a hormonok szintézisét a fő funkciója az endokrin sejtek.
2. hormonok a véráramba, általában a vénás és néha a nyirokcsomók. Más jelátvivő molekulák elérheti a cél nélküli sejtek szekrécióját a keringő folyadék.
3. Telekrinny hatás (vagy távoli cselekvés) - hormonok hatnak célsejtek bolschoy távolságra a szintézis helyéről.