G-белки и вторичные мессенджеры - раздел Физика, Биофизика От Первого Звена - Рецептора (R) Сигнал Поступает На Так Называемые N- Или G-...
От первого звена - рецептора (R) сигнал поступает на так называемые N- или G-белки – мембранные белки, активирующиеся при связывании гуанозинтрифосфата (ГТФ). G-белки способны передавать информацию “усилительному” ферменту, который, функционируя на внутренней стороне мембраны, активирует вторичные мессенджеры.
Роль вторичных мессенджеров выполняет небольшое число молекул. В настоящее время известно всего лишь два пути передачи сигнала, отличающихся по участию различных вторичных мессенджеров. В первом случае это циклический аденозинмонофосфат (цАМФ). Во втором случае действует комбинация трех вторичных мессенджеров: Cа2+, инозитолтрифосфата и диацилглицерина. Два последних вещества образуются из мембранных фосфолипидов. Кроме того, полагают, что в клетках нервной ткани роль вторичного мессенджера может играть циклический гуанозинмонофосфат (цГМФ).
Активация вторичных мессенджеров, как правило, связана с химическими реакциями переноса и рекомбинации фосфатных групп. Предшественниками вторичных мессенджеров являются высокофосфорилированные соединения. Так, усилительный фермент аденилатциклаза превращает аденозинтрифосфат (АТФ) в цАМФ, а другой усилительный фермент – фосфолипаза C (фосфодиэстераза) – расщепляет фосфатидилинозитол-4,5-дифосфат на диацилглицерин и инозитолтрифосфат.
ГТФ превращается в цГМФ с помощью фермента гуанилатциклазы, которая в отличие от аденилатциклазы не связана с мембранными рецепторами.
Было установлено, что G-белки образуют две группы: G-стимулирующие белки (Gs) и G-ингибирующие белки (Gi); Gs-белки связаны со стимулирующими рецепторами (Rs), а Gi-белки – с ингибирующими рецепторами (Ri). Взаимодействие сигнала с рецептором приводит к изменению конформации рецептора. Эта перестройка конформации рецептора передается G-белку, который в свою очередь изменяет конформацию и приобретает способность связывать ГТФ. Связывание G-белка ГТФ приводит к его активации, после чего он становится способен взаимодействовать с аденилатциклазой. При этом Gs-белки активируют аденилатциклазу, а Gi-белки, наоборот, ингибируют активность этого фермента. Аденилатциклаза осуществляет перевод АТФ в цАМФ, при этом две из трех фосфатных групп отделяются, а третий фосфат образует цикл с молекулой рибозы, соединяясь с ней через атомы кислорода. Канал передачи информации включается при взаимодействии G-белка с ГТФ и этого комплекса с аденилатциклазой. В ответ на это включение в клетке увеличивается или уменьшается концентрация вторичного мессенджера цАМФ, в результате чего информация проходит через мембрану.
Согласно второму пути, внешний сигнал после взаимодействия с рецептором через G-белок активирует фермент фосфодиэстеразу (фосфолипазу С), которая гидролизует фосфатидилинозитол-4,5-дифосфат с образованием диацилглицерина и инозитолтрифосфата.
Инозитолтрифосфат вызывает освобождение ионов Cа2+ из мембран эндоплазматического ретикулума, по-видимому, связываясь со специальным рецептором. Несмотря на то, что процесс выброса ионов Cа2+ из внутриклеточных депо под действием фосфоинозитидов обнаружен в целом ряде клеток, механизм, с помощью которого он открывает внутриклеточные кальциевые каналы, окончательно не выяснен. Кроме этого, для активации ионов Cа2+ в клетке часто используется цАМФ. Так, адреналин приводит к повышению концентрации в клетках миокарда цАМФ, который открывает кальциевый канал, а вход в миоцит ионов Cа2+ усиливает сокращение сердечной мышцы. Аналогичный механизм обнаружен в ряде мышечных клеток, в секреторных и нервных клетках. В настоящее время Cа2+ признан универсальным вторичным мессенджером, участвующим практически во всех регуляторных процессах – от мышечного сокращения и нервного проведения сигнала до передачи митогенного стимула в клетках иммунной системы. Низкая концентрация ионов Cа2+ в клетке поддерживается низкой проницаемостью биомембран для этого иона и постоянной работой ферментов Cа2+-АТФаз. Резкое изменение в клетке концентрации ионов Cа2+ происходит за счет специальных кальциевых каналов, которые в ответ на внешний стимул (например, деполяризацию) открываются и высвобождают Cа2+ из внеклеточного пространства или из внутриклеточных депо, которыми служат цистерны ЭПР и иногда мембраны митохондрий.
На сайте allrefs.net читайте: Биофизика. Биофизика...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
G-белки и вторичные мессенджеры
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Витебск
УО «ВГУ им. П. М. Машерова»
УДК 577(075)
ББК 28.071я73
Б 63
Печатается по решению научно-методического совета
Тема 1. Биофизика как наука. Предмет биофизики.
Теоретические вопросы:
1. Предмет и задачи биофизики. Уровни биофизических исследований; методы исследования и требования, предъявляемые к ним.
2. Исто
Предмети задачи биофизики. История развития биофизики
Биофизика – это наука, изучающая физические и физико-химические процессы, протекающие в биосистемах на разных уровнях организации и являющиеся основой физиологических актов. Её возникновение обусло
Методология биофизики
Введем определение следующих терминов: объект биофизического исследования, биологическая система, методика, метод, методология. Биологическая система - совокупность взаимосвязанных определенным обр
Тема 2 Термодинамика биологических процессов
Теоретические вопросы:
1. Предмет и методы термодинамики. Основные понятия термодинамики.
2. Параметры состояния (интенсивные и экстенсивные) Функция с
Теорема И. Пригожина. Уравнения Онзагера
Постулат И. Пригожина состоит в том, что общее изменение энтропии dS открытой системы может происходить независимо либо за счет процессов обмена с внешней средой (deS
Основные функции биологических мембран
Элементарная живая система, способная к самостоятельному существованию, развитию и воспроизведению - это живая клетка - основа строения всех животных и растений. Важнейшими условиями существования
Структура биологических мембран
Первая модель строения биологических мембран была предложена в 1902 г. Было замечено, что через мембраны лучше всего проникают вещества, хорошо растворимые в липидах, и на основании этого было сдел
Фазовые переходы липидов в мембранах
Вещество при разных температуре, давлении, концентрациях химических компонентов может находиться в различных физических состояниях, например газообразном, жидком, твердом, плазменном. Кристаллическ
Химический и электрохимический потенциал
Живые системы на всех уровнях организации - открытые системы. Поэтому транспорт веществ через биологические мембраны - необходимое условие жизни. С переносом веществ через мембраны связаны процессы
Пассивный перенос веществ через мембрану
Пассивный транспорт - это перенос вещества из мест с большим значением электрохимического потенциала к местам с его меньшим значением.
Активный транспорт веществ. Опыт Уссинга
Активный транспорт - это перенос вещества из мест с меньшим значением электрохимического потенциала в места с его большим значением.
Активный транспорт в мембране сопр
Электрогенные ионные насосы
Согласно современным представлениям, в биологических мембранах имеются ионные насосы,работающие за счет свободной энергии гидролиза АТФ, - специальные системы интегральных белков (
Мембранный потенциал
Одна из важнейших функций биологической мембраны - генерация и передача биопотенциалов. Это явление лежит в основе возбудимости клеток, регуляции внутриклеточных процессов, работы нервной системы,
Распространение нервного импульса вдоль возбудимого волокна
Если в каком-нибудь участке возбудимой мембраны сформировался потенциал действия, мембрана деполяризована, возбуждение распространяется на другие участки мембраны. Рассмотрим распространение возбуж
Свойства ионных каналов клеточных мембран
Модель возбудимой мембраны по теории Ходжкина-Хаксли предполагает регулируемый перенос ионов через мембрану. Однако непосредственный переход иона через липидный бислой весьма затруднен. Поэтому вел
Участие мембран в передаче межклеточной информации
Важное свойство всех живых существ – способность воспринимать, перерабатывать и передавать информацию при помощи биологических мембран. Несмотря на громадное разнообразие различных систем получения
Биофизика как наука
1. Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика : учеб. для вузов / А.Н. Ремизов, А.Г. Максина, А.Я. Потапенко. – М., 2003. – С. 14–17.
2. Биофизика : учеб. для вузов / В. Ф. Антонов [и
Новости и инфо для студентов