Ang molekula ng hormone ay karaniwang tinutukoy bilang pangunahing tagapamagitan ng epekto ng regulasyon, o ligand. Ang mga molekula ng karamihan sa mga hormone ay nagbubuklod sa kanilang mga partikular na receptor sa mga lamad ng plasma ng mga target na selula, na bumubuo ng isang ligand-receptor complex. Para sa peptide, protina hormones at catecholamines, ang pagbuo nito ay ang pangunahing paunang link sa mekanismo ng pagkilos at humahantong sa pag-activate ng mga enzyme ng lamad at pagbuo ng iba't ibang mga pangalawang mediator ng hormonal regulatory effect, na napagtanto ang kanilang pagkilos sa cytoplasm, organelles. at ang cell nucleus. Kabilang sa mga enzyme na isinaaktibo ng ligand-receptor complex, ang mga sumusunod ay inilarawan: adenylate cyclase, guanylate cyclase, phospholipases C, D at A2, tyrosine kinases, phosphate tyrosine phosphatases, phosphoinositide-3-OH-kinase, serine-threonine kinase, NO synthase, atbp. Ang mga pangalawang mensahero, na nabuo sa ilalim ng impluwensya ng mga enzyme ng lamad na ito ay: 1) cyclic adenosine monophosphate (cAMP); 2) cyclic guanozine monophosphate (cGMP); 3) inositol-3-phosphate (IFZ); 4) diacylglycerol; 5) oligo (A) (2,5-oligoisoadenylate); 6) Ca2+ (ionized calcium); 7) phosphatidic acid; 8) cyclic adenosine diphosphate ribose; 9) HINDI (nitric oxide). Maraming mga hormone, na bumubuo ng mga ligand-receptor complex, sabay-sabay na sanhi ng pag-activate ng ilang mga enzyme ng lamad at, nang naaayon, mga pangalawang mensahero.

Mga mekanismo ng pagkilos ng peptide, protina hormones at catecholamines. Ligand. Isang makabuluhang bahagi ng mga hormone at biologically aktibong sangkap nakikipag-ugnayan sa pamilya ng mga receptor na nauugnay sa G-protein ng plasma membrane (andrenaline, norepinephrine, adenosine, angiotensin, endothelium, atbp.).

Ang mga pangunahing sistema ng pangalawang tagapamagitan.

Adenylate cyclase - cAMP system. Ang membrane enzyme adenylate cyclase ay maaaring nasa dalawang anyo - aktibo at hindi aktibo. Ang adenylate cyclase ay isinaaktibo sa ilalim ng impluwensya ng isang hormone-receptor complex, ang pagbuo nito ay humahantong sa pagbubuklod ng guanyl nucleotide (GTP) sa isang tiyak na regulatory stimulating protein (GS protein), pagkatapos kung saan ang GS protein ay nagiging sanhi ng pag-attach ng Mg sa adenylate cyclase at i-activate ito. Ito ay kung paano kumikilos ang adenylate cyclase activating hormones - glucagon, thyrotropin, parathyrin, vasopressin (sa pamamagitan ng V-2 receptors), gonadotropin, atbp. Ang isang bilang ng mga hormone, sa kabaligtaran, ay pumipigil sa adenylate cyclase - somatostatin, angiotensin-II, atbp. Ang Ang mga hormone receptor complex ng mga hormone na ito ay nakikipag-ugnayan sa cell membrane sa isa pang regulatory inhibitory protein (GI protein), na nagiging sanhi ng hydrolysis ng guanosine triphosphate (GTP) sa guanosine diphosphate (GDP) at, nang naaayon, ang pagsugpo sa aktibidad ng adenylate cyclase. Ina-activate ng adrenaline ang adenylate cyclase sa pamamagitan ng mga p-adrenergic receptor, at pinipigilan ito sa pamamagitan ng alpha1-adrenergic receptors, na higit na tumutukoy sa mga pagkakaiba sa mga epekto ng pagpapasigla ng iba't ibang uri ng mga receptor. Sa ilalim ng impluwensya ng adenylate cyclase, ang cAMP ay na-synthesize mula sa ATP, na nagiging sanhi ng pag-activate ng dalawang uri ng mga kinase ng protina sa cell cytoplasm, na humahantong sa phosphorylation ng maraming mga intracellular na protina. Pinapataas o binabawasan nito ang pagkamatagusin ng mga lamad, ang aktibidad at dami ng mga enzyme, ibig sabihin, nagiging sanhi ito ng metabolic at, nang naaayon, mga pagbabago sa pagganap sa mahahalagang aktibidad ng cell, tipikal ng hormone. Sa mesa. 6.2 ay nagpapakita ng mga pangunahing epekto ng pag-activate ng cAMP-dependent protein kinases.

Ang sistema ng transmethylase ay nagbibigay ng methylation ng DNA, lahat ng uri ng RNA, chromatin at mga protina ng lamad, isang bilang ng mga hormone sa antas ng tissue, at mga phospholipid sa lamad. Nag-aambag ito sa pagpapatupad ng maraming mga impluwensya sa hormonal sa mga proseso ng paglaganap, pagkita ng kaibhan, ang estado ng pagkamatagusin ng lamad at ang mga katangian ng kanilang mga channel ng ion, at, na lalong mahalaga na bigyang-diin, ay nakakaapekto sa pagkakaroon ng mga protina ng receptor ng lamad sa mga molekula ng hormone. Ang pagtigil ng hormonal effect, na natanto sa pamamagitan ng adenylate cyclase - cAMP system, ay isinasagawa sa tulong ng isang espesyal na enzyme cAMP phosphodiesterase, na nagiging sanhi ng hydrolysis ng pangalawang mensahero na may pagbuo ng adenosine-5-monophosphate. Gayunpaman, ang produktong hydrolysis na ito ay na-convert sa cell sa adenosine, na mayroon ding mga epekto ng pangalawang messenger, dahil pinipigilan nito ang mga proseso ng methylation sa cell.

Guanylate cyclase-cGMP system. Ang pag-activate ng lamad na guanylate cyclase ay nangyayari hindi sa ilalim ng direktang impluwensya ng hormone-receptor complex, ngunit hindi direkta sa pamamagitan ng ionized calcium at oxidant membrane system. Ang pagpapasigla ng aktibidad ng guanylate cyclase, na tumutukoy sa mga epekto ng acetylcholine, ay pinapamagitan din sa pamamagitan ng Ca2+. Sa pamamagitan ng pag-activate ng guanylate cyclase, ang atrial natriuretic hormone, isang atriopeptide, ay napagtanto din ang epekto. Sa pamamagitan ng pag-activate ng peroxidation, pinasisigla ng guanylate cyclase ang endothelial hormone ng vascular wall, nitric oxide, isang nakakarelaks na endothelial factor. Sa ilalim ng impluwensya ng guanylate cyclase, ang cGMP ay na-synthesize mula sa GTP, na nagpapa-aktibo sa cGMP-dependent protein kinases, na nagpapababa sa rate ng phosphorylation ng myosin light chain sa makinis na mga kalamnan ng mga pader ng daluyan, na humahantong sa kanilang pagpapahinga. Sa karamihan ng mga tissue, ang biochemical at physiological na epekto ng cAMP at cGMP ay magkasalungat. Ang mga halimbawa ay pagpapasigla ng mga contraction ng puso sa ilalim ng impluwensya ng cAMP at ang kanilang pagsugpo sa pamamagitan ng cGMP, pagpapasigla ng pag-urong ng makinis na kalamnan ng bituka sa pamamagitan ng cGMP at pagsugpo sa cAMP. Nagbibigay ang cGMP ng hyperpolarization ng mga retinal receptor sa ilalim ng impluwensya ng mga light photon. Ang enzymatic hydrolysis ng cGMP, at samakatuwid ay ang pagwawakas ng hormonal effect, ay isinasagawa gamit ang isang tiyak na phosphodiesterase.

Phospholipase C system - inositol-3-phosphate. Ang hormone receptor complex na may pakikilahok ng regulatory G-protein ay humahantong sa pag-activate ng membrane enzyme phospholipase C, na nagiging sanhi ng hydrolysis ng membrane phospholipids na may pagbuo ng dalawang pangalawang messenger: inositol-3-phosphate at diacylglycerol. Ang Inositol-3-phosphate ay nagdudulot ng pagpapakawala ng Ca2+ mula sa mga intracellular depot, pangunahin mula sa endoplasmic reticulum, ang ionized calcium ay nagbubuklod sa isang dalubhasang protina na calmodulin, na nagsisiguro sa pag-activate ng mga kinase ng protina at phosphorylation ng intracellular structural proteins at enzymes. Kaugnay nito, ang diacylglycerol ay nag-aambag sa isang matalim na pagtaas sa affinity ng protina kinase C para sa ionized calcium, ang huli na walang paglahok ng calmodulin ay nagpapagana nito, na nagtatapos din sa mga proseso ng protina phosphorylation. Ang Diacylglycerol ay sabay-sabay na nagpapatupad ng isa pang paraan ng pag-mediate ng hormonal effect sa pamamagitan ng pag-activate ng phospholipase A-2. Sa ilalim ng impluwensya ng huling phospholipids ng lamad, nabuo ang arachidonic acid, na isang mapagkukunan ng malakas na metabolic at physiological effect ng mga sangkap - prostaglandin at leukotrienes. Sa iba't ibang mga selula ng katawan, ang isa o iba pang paraan ng pagbuo ng mga pangalawang mensahero ay nananaig, na sa huli ay tumutukoy sa physiological na epekto ng hormone. Sa pamamagitan ng isinasaalang-alang na sistema ng pangalawang mediator, ang mga epekto ng adrenaline (kaugnay ng alpha adrenoreceptor), vasopressin (kaugnay ng V-1 receptor), angiotensin-I, somatostatin, at oxytocin ay natanto.

Calcium-calmodulin system. Ang ionized calcium ay pumapasok sa cell pagkatapos ng pagbuo ng isang hormone-receptor complex, alinman mula sa extracellular na kapaligiran dahil sa pag-activate ng mabagal na mga channel ng calcium ng lamad (tulad ng nangyayari, halimbawa, sa myocardium), o mula sa mga intracellular depot sa ilalim ng impluwensya ng inositol-3-phosphate. Sa cytoplasm ng mga non-muscle cells, ang calcium ay nagbubuklod sa isang espesyal na protina, calmodulin, at sa mga selula ng kalamnan, ang troponin C ay gumaganap ng papel na calmodulin. Ang Calcium-bound na calmodulin ay nagbabago sa spatial na organisasyon nito at nag-a-activate ng maraming protina kinase na nagbibigay ng phosphorylation at, dahil dito , mga pagbabago sa istraktura at mga katangian ng mga protina. Bilang karagdagan, pinapagana ng calcium-calmodulin complex ang cAMP phosphodiesterase, na pinipigilan ang epekto ng cyclic compound bilang pangalawang messenger. Ang panandaliang pagtaas ng calcium sa cell at ang pagbubuklod nito sa calmodulin na dulot ng hormonal stimulus ay isang panimulang stimulus para sa maraming proseso ng pisyolohikal - pag-urong ng kalamnan, pagtatago ng mga hormone at pagpapalabas ng mga tagapamagitan, synthesis ng DNA, mga pagbabago sa mobility ng cell, transportasyon ng mga sangkap sa pamamagitan ng mga lamad, mga pagbabago sa aktibidad ng enzyme.

Mga relasyon ng mga pangalawang tagapamagitan Sa mga selula ng katawan, maraming pangalawang mensahero ang naroroon o maaaring mabuo nang sabay-sabay. Kaugnay nito, ang iba't ibang mga relasyon ay itinatag sa pagitan ng mga pangalawang tagapamagitan: 1) pantay na pakikilahok, kapag ang iba't ibang mga tagapamagitan ay kinakailangan para sa isang ganap na hormonal effect; 2) ang isa sa mga tagapamagitan ay ang pangunahing isa, at ang isa ay nag-aambag lamang sa pagsasakatuparan ng mga epekto ng una; 3) ang mga tagapamagitan ay kumikilos nang sunud-sunod (halimbawa, ang inositol-3-phosphate ay nagbibigay ng pagpapalabas ng calcium, pinapadali ng diacylglycerol ang pakikipag-ugnayan ng calcium sa protina kinase C); 4) duplicate ng mga tagapamagitan ang isa't isa upang magbigay ng redundancy para sa layunin ng pagiging maaasahan ng regulasyon; 5) ang mga tagapamagitan ay mga antagonist, i.e. ang isa sa kanila ay lumiliko sa reaksyon, at ang iba ay pumipigil (halimbawa, sa makinis na mga kalamnan ng mga sisidlan, inositol-3-phosphate at calcium napagtanto ang kanilang pag-urong, at cAMP - pagpapahinga).

Mga Mensahero- mababang molekular na timbang na mga sangkap na nagdadala ng mga signal ng hormone sa loob ng cell. Mayroon silang mataas na rate ng paggalaw, cleavage o pagtanggal (Ca 2+ , cAMP, cGMP, DAG, ITF).

Ang mga paglabag sa pagpapalitan ng mga mensahero ay humantong sa malubhang kahihinatnan. Halimbawa, ang mga phorbol esters, na mga analogue ng DAG, ngunit hindi katulad kung saan hindi sila nasira sa katawan, ay nag-aambag sa pagbuo ng mga malignant na tumor.

kampo natuklasan ni Sutherland noong 1950s. Para sa pagtuklas na ito natanggap niya Nobel Prize. Ang cAMP ay kasangkot sa pagpapakilos ng mga reserbang enerhiya (ang pagkasira ng carbohydrates sa atay o triglycerides sa mga fat cells), sa pagpapanatili ng tubig ng mga bato, sa normalisasyon ng metabolismo ng calcium, sa pagtaas ng lakas at dalas ng mga contraction ng puso, sa pagbuo ng mga steroid hormone, sa nakakarelaks na makinis na kalamnan, at iba pa.

cGMP pinapagana ang PC G, PDE, Ca 2+ -ATPase, isinasara ang mga channel ng Ca 2+ at binabawasan ang antas ng Ca 2+ sa cytoplasm.

Mga enzyme

Ang mga enzyme ng mga sistema ng cascade ay nag-catalyze:

• ang pagbuo ng pangalawang mediator ng hormonal signal;
• pag-activate at pagsugpo ng iba pang mga enzyme;
• ang pagbabagong-anyo ng mga substrate sa mga produkto;

Adenylate cyclase (AC)

Ang Glycoprotein na may masa na 120 hanggang 150 kDa, ay may 8 isoform, isang pangunahing enzyme ng adenylate cyclase system, na may Mg 2+ na catalyzes ang pagbuo ng pangalawang messenger cAMP mula sa ATP.

Naglalaman ang AC ng 2-SH na mga grupo, ang isa para sa pakikipag-ugnayan sa G-protein, ang isa para sa catalysis. Naglalaman ang AC ng ilang allosteric center: para sa Mg 2+ , Mn 2+ , Ca 2+ , adenosine at forskolin.

Natagpuan sa lahat ng mga cell, na matatagpuan sa loob ng lamad ng cell. Ang aktibidad ng AC ay kinokontrol ng: 1) extracellular regulators - hormones, eicosanoids, biogenic amines sa pamamagitan ng G-proteins; 2) isang intracellular regulator ng Ca 2+ (4 Ca 2+ -dependent isoforms ng AC ay isinaaktibo ng Ca 2+).

Protein kinase A (PC A)

Ang PK A ay naroroon sa lahat ng mga cell, catalyzes ang reaksyon ng phosphorylation ng mga pangkat ng OH ng serine at threonine ng mga regulatory protein at enzymes, nakikilahok sa adenylate cyclase system, at pinasigla ng cAMP. Binubuo ang PC A ng 4 na subunit: 2 regulasyon R(timbang 38000 Da) at 2 catalytic MULA SA(timbang 49000 Da). Ang mga regulatory subunit bawat isa ay may 2 cAMP binding site. Ang tetramer ay walang catalytic na aktibidad. Ang pag-attach ng 4 na cAMP sa 2 R subunit ay humahantong sa pagbabago sa kanilang conformation at paghihiwalay ng tetramer. Kasabay nito, ang 2 aktibong catalytic subunits C ay pinakawalan, na nag-catalyze sa reaksyon ng phosphorylation ng mga regulatory protein at enzymes, na nagbabago sa kanilang aktibidad.

Protein kinase C (PC C)

Ang PC C ay nakikilahok sa inositol triphosphate system at pinasigla ng Ca 2+, DAG, at phosphatidylserine. Mayroon itong regulatory at catalytic domain. Pina-catalyze ng PC C ang reaksyon ng phosphorylation ng mga protina ng enzyme.

Protein kinase G (PC G) umiiral lamang sa mga baga, cerebellum, makinis na kalamnan at mga platelet, nakikilahok sa sistema ng guanylate cyclase. Naglalaman ang PC G ng 2 subunits, na pinasigla ng cGMP, na pinapagana ang reaksyon ng phosphorylation ng mga protina ng enzyme.

Phospholipase C (PL C)

Hydrolyzes ang phosphoester bond sa phosphatidylinositols na may pagbuo ng DAG at IP 3, ay may 10 isoforms. Ang FL C ay kinokontrol sa pamamagitan ng G-proteins at isinaaktibo ng Ca 2+ .

Phosphodiesterase (PDE)

Kino-convert ng PDE ang cAMP at cGMP sa AMP at GMP sa pamamagitan ng pag-inactivate ng adenylate cyclase at guanylate cyclase system. Ang PDE ay isinaaktibo ng Ca 2+, 4Ca 2+ -calmodulin, cGMP.

WALANG synthase ay isang kumplikadong enzyme, na isang dimer, sa bawat isa sa mga subunit kung saan nakakabit ang ilang cofactor. WALANG synthase ang may isoform.

Karamihan sa mga selula ng katawan ng tao at hayop ay may kakayahang mag-synthesize at maglabas ng NO, ngunit tatlong populasyon ng cell ang pinaka-pinag-aralan: ang endothelium ng mga daluyan ng dugo, neuron, at macrophage. Ayon sa uri ng synthesizing tissue, ang NO synthase ay mayroong 3 pangunahing isoform: neuronal, macrophage, at endothelial (na tinukoy, ayon sa pagkakabanggit, bilang NO synthase I, II, at III).

Ang mga neuronal at endothelial isoform ng NO synthase ay patuloy na naroroon sa mga cell sa maliit na halaga at synthesize ang NO sa mga physiological na konsentrasyon. Ang mga ito ay isinaaktibo ng calmodulin-4Ca 2+ complex.

WALANG synthase II ay karaniwang wala sa macrophage. Kapag ang mga macrophage ay nalantad sa mga lipopolysaccharides ng microbial na pinagmulan o mga cytokine, nag-synthesize sila ng malaking halaga ng NO-synthase II (100-1000 beses na higit pa kaysa sa NO-synthase I at III), na gumagawa ng NO sa mga nakakalason na konsentrasyon. Ang mga glucocorticoids (hydrocortisone, cortisol), na kilala sa kanilang aktibidad na anti-namumula, ay pumipigil sa pagpapahayag ng NO-synthase sa mga selula.

Aksyon BLG

Ang NO ay isang mababang molekular na timbang na gas, madaling tumagos sa mga lamad ng cell at mga bahagi ng intercellular substance, ay may mataas na reaktibiti, ang kalahating buhay nito ay nasa average na hindi hihigit sa 5 s, ang distansya ng posibleng pagsasabog ay maliit, sa average na 30 μm .

Sa physiological concentrations, ang NO ay may malakas na vasodilating effect.:

Ang endothelium ay patuloy na gumagawa ng maliliit na halaga ng NO.

Sa ilalim ng iba't ibang impluwensya - mekanikal (halimbawa, na may tumaas na kasalukuyang o pulsation ng dugo), kemikal (lipopolysaccharides ng bakterya, cytokines ng mga lymphocytes at platelet, atbp.) - WALANG synthesis sa mga endothelial cell ay tumataas nang malaki.

· Ang NO mula sa endothelium ay kumakalat sa kalapit na makinis na mga selula ng kalamnan ng pader ng daluyan, pinapagana ang guanylate cyclase sa mga ito, na nagsi-synthesize ng cGMP pagkatapos ng 5s.

Ang cGMP ay humahantong sa pagbaba sa antas ng mga calcium ions sa cytosol ng mga cell at pagpapahina ng koneksyon sa pagitan ng myosin at actin, na nagpapahintulot sa mga cell na makapagpahinga pagkatapos ng 10 segundo.

Ang gamot na nitroglycerin ay gumagana sa prinsipyong ito. Kapag ang nitroglycerin ay nasira, ang NO ay nabuo, na humahantong sa pagpapalawak ng mga daluyan ng puso at, bilang isang resulta, pinapaginhawa ang pakiramdam ng sakit.

Kinokontrol ng NO ang lumen ng mga cerebral vessel. Ang pag-activate ng mga neuron sa anumang bahagi ng utak ay humahantong sa paggulo ng mga neuron na naglalaman ng NO synthase at/o astrocytes, kung saan ang NO synthesis ay maaari ding ma-induce, at ang gas na inilabas mula sa mga cell ay humahantong sa lokal na vasodilation sa lugar ng ​pananabik.

Ang NO ay kasangkot sa pagbuo ng septic shock, kapag ang isang malaking bilang ng mga microorganism na nagpapalipat-lipat sa dugo ay mabilis na nag-activate ng synthesis ng NO sa endothelium, na humahantong sa isang matagal at malakas na pagpapalawak ng mga maliliit na daluyan ng dugo at, bilang isang resulta, isang makabuluhang pagbawas sa presyon ng dugo mahirap gamutin ang therapeutically.

Sa physiological concentrations, ang NO ay nagpapabuti sa rheological properties ng dugo.:

Ang NO na nabuo sa endothelium ay pumipigil sa pagdirikit ng mga leukocytes at platelet sa endothelium at binabawasan din ang pagsasama-sama ng huli.

Ang NO ay maaaring kumilos bilang isang antigrowth factor na pumipigil sa paglaganap ng makinis na mga selula ng kalamnan sa vascular wall, isang mahalagang link sa pathogenesis ng atherosclerosis.

Sa mataas na konsentrasyon, ang NO ay may cytostatic at cytolytic na epekto sa mga selula (bacterial, cancerous, atbp.). sa sumusunod na paraan:

· Ang pakikipag-ugnayan ng NO sa radical superoxide anion ay gumagawa ng peroxynitrite (ONOO-), na isang malakas na nakakalason na oxidizing agent;

Ang NO ay mahigpit na nagbubuklod sa pangkat ng hemin ng mga enzyme na naglalaman ng bakal at pinipigilan ang mga ito (ang pagsugpo sa mitochondrial oxidative phosphorylation enzymes ay humaharang sa synthesis ng ATP, ang pagsugpo sa DNA replication enzymes ay nag-aambag sa akumulasyon ng pinsala sa DNA).

· Ang NO at peroxynitrite ay maaaring direktang makapinsala sa DNA, ito ay humahantong sa pag-activate ng mga mekanismo ng proteksiyon, lalo na ang pagpapasigla ng enzyme poly(ADP-ribose) synthetase, na higit na nagpapababa sa antas ng ATP at maaaring humantong sa pagkamatay ng cell (sa pamamagitan ng apoptosis) .

Katulad na impormasyon.

Ang mga pangalawang tagapamagitan ng pagkilos ng hormone ay:

1. Adenylate cyclase at cyclic AMP,

2. Guanylate cyclase at cyclic GMF,

3. Phospholipase C:

diacylglycerol (DAG),

Inositol-tri-fsphate (IF3),

4. Ionized Ca - calmodulin

Heterotrophic na protina G-protein.

Ang protina na ito ay bumubuo ng mga loop sa lamad at may 7 segment. Ang mga ito ay inihambing sa mga serpentine ribbons. Ito ay may nakausli (panlabas) at panloob na bahagi. Ang isang hormone ay nakakabit sa panlabas na bahagi, at sa loobang bahagi Mayroong 3 subunits - alpha, beta at gamma. Sa isang hindi aktibong estado, ang protina na ito ay may guanosine diphosphate. Ngunit kapag na-activate, ang guanosine diphosphate ay nagbabago sa guanosine triphosphate. Ang pagbabago sa aktibidad ng G-protein ay humahantong sa pagbabago sa ionic permeability ng lamad, o ang sistema ng enzyme (adenylate cyclase, guanylate cyclase, phospholipase C) ay isinaaktibo sa cell. Ito ay nagiging sanhi ng pagbuo ng mga tiyak na protina, ang protina kinase ay isinaaktibo (kinakailangan para sa mga proseso ng phosphorylation).

Ang G-protein ay maaaring pag-activate (Gs) at pagbabawal, o sa madaling salita, pagbabawal (Gi).

Ang pagkasira ng cyclic AMP ay nangyayari sa ilalim ng pagkilos ng enzyme phosphodiesterase. Ang Cyclic HMF ay may kabaligtaran na epekto. Kapag ang phospholipase C ay isinaaktibo, ang mga sangkap ay nabuo na nag-aambag sa akumulasyon ng ionized calcium sa loob ng cell. Ang kaltsyum ay nagpapagana ng mga cinases ng protina, nagtataguyod ng pag-urong ng kalamnan. Ang Diacylglycerol ay nagtataguyod ng conversion ng membrane phospholipids sa arachidonic acid, na siyang pinagmumulan ng pagbuo ng mga prostaglandin at leukotrienes.

Ang hormone receptor complex ay tumagos sa nucleus at kumikilos sa DNA, na nagbabago sa mga proseso ng transkripsyon at nabuo ang mRNA, na umaalis sa nucleus at napupunta sa mga ribosom.

Samakatuwid, ang mga hormone ay maaaring magbigay ng:

1. Kinetic o panimulang aksyon,

2. Metabolic na pagkilos,

3. Morphogenetic action (pagkita ng kaibhan ng tissue, paglaki, metamorphosis),

4. Pagwawasto (corrective, adaptive).

Mga mekanismo ng pagkilos ng mga hormone sa mga cell:

Mga pagbabago sa pagkamatagusin ng mga lamad ng cell,

Pag-activate o pagsugpo ng mga sistema ng enzyme,

Impluwensya sa genetic na impormasyon.

Ang regulasyon ay batay sa malapit na pakikipag-ugnayan ng endocrine at nervous system. Ang mga proseso ng paggulo sa sistema ng nerbiyos ay maaaring buhayin o pagbawalan ang aktibidad ng mga glandula ng endocrine. (Isaalang-alang, halimbawa, ang proseso ng obulasyon sa isang kuneho. Ang obulasyon sa isang kuneho ay nangyayari lamang pagkatapos ng pagkilos ng pagsasama, na nagpapasigla sa pagpapalabas ng gonadotropic hormone mula sa pituitary gland. Ang huli ay nagiging sanhi ng proseso ng obulasyon).

Pagkatapos ng paglipat ng mental trauma, maaaring mangyari ang thyrotoxicosis. Sistema ng nerbiyos kinokontrol ang pagpapalabas ng mga pituitary hormones (neurohormone), at ang pituitary gland ay nakakaapekto sa aktibidad ng ibang mga glandula.

May mga mekanismo ng feedback. Ang akumulasyon ng isang hormone sa katawan ay humahantong sa pagsugpo sa paggawa ng hormone na ito ng kaukulang glandula, at ang kakulangan ay isang mekanismo para sa pagpapasigla sa pagbuo ng hormone.

Mayroong mekanismo ng self-regulation. (Halimbawa, tinutukoy ng glucose sa dugo ang paggawa ng insulin at/o glucagon; kung tumaas ang antas ng asukal, nagagawa ang insulin, at kung bumaba ito, nagagawa ang glucagon. Ang kakulangan ng Na ay nagpapasigla sa paggawa ng aldosteron.)

5. Hypothalamo-pituitary system. kanya functional na organisasyon. Neurosecretory cells ng hypothalamus. Mga katangian ng mga tropikal na hormone at naglalabas ng mga hormone (liberins, statins). Epiphysis (pineal gland).

6. Adenohypophysis, ang koneksyon nito sa hypothalamus. Ang likas na katangian ng pagkilos ng mga hormone ng anterior pituitary gland. Hypo- at hypersecretion ng adenohypophysis hormones. Mga pagbabago na nauugnay sa edad sa pagbuo ng mga hormone ng anterior lobe.

Ang mga cell ng adenohypophysis (tingnan ang kanilang istraktura at komposisyon sa kurso ng histology) ay gumagawa ng mga sumusunod na hormone: somatotropin (growth hormone), prolactin, thyrotropin (thyroid-stimulating hormone), follicle-stimulating hormone, luteinizing hormone, corticotropin (ACTH), melanotropin, beta-endorphin, diabetogenic peptide, exophthalmic factor at ovarian growth hormone. Isaalang-alang natin nang mas detalyado ang mga epekto ng ilan sa mga ito.

Corticotropin . (adrenocorticotropic hormone - ACTH) ay inilalabas ng adenohypophysis sa patuloy na pumipintig na mga pagsabog na may malinaw na pang-araw-araw na ritmo. Ang pagtatago ng corticotropin ay kinokontrol ng direkta at feedback. Ang direktang koneksyon ay kinakatawan ng hypothalamus peptide - corticoliberin, na pinahuhusay ang synthesis at pagtatago ng corticotropin. Ang mga feedback ay na-trigger ng mga antas ng dugo ng cortisol (hormone ng adrenal cortex) at sarado pareho sa antas ng hypothalamus at adenohypophysis, at ang pagtaas sa konsentrasyon ng cortisol ay pumipigil sa pagtatago ng corticoliberin at corticotropin.

Ang corticotropin ay may dalawang uri ng pagkilos - adrenal at extra-adrenal. Ang adrenal action ay ang pangunahing isa at binubuo sa pagpapasigla ng pagtatago ng glucocorticoids, sa isang mas mababang lawak - mineralocorticoids at androgens. Pinahuhusay ng hormone ang synthesis ng mga hormone sa adrenal cortex - steroidogenesis at synthesis ng protina, na humahantong sa hypertrophy at hyperplasia ng adrenal cortex. Ang extra-adrenal action ay binubuo sa lipolysis ng adipose tissue, nadagdagan na pagtatago ng insulin, hypoglycemia, nadagdagan na pagtitiwalag ng melanin na may hyperpigmentation.

Ang labis na corticotropin ay sinamahan ng pag-unlad ng hypercortisolism na may isang nangingibabaw na pagtaas sa pagtatago ng cortisol at tinatawag na Itsenko-Cushing's disease. Ang mga pangunahing pagpapakita ay tipikal para sa labis na glucocorticoids: labis na katabaan at iba pang mga pagbabago sa metabolic, isang pagbawas sa pagiging epektibo ng mga mekanismo ng kaligtasan sa sakit, ang pag-unlad. arterial hypertension at ang posibilidad ng diabetes. Ang kakulangan ng corticotropin ay nagiging sanhi ng kakulangan ng glucocorticoid function ng adrenal glands na may binibigkas na mga pagbabago sa metabolic, pati na rin ang pagbawas sa paglaban ng katawan sa masamang kondisyon sa kapaligiran.

Somatotropin. . Ang growth hormone ay may malawak na hanay ng mga metabolic effect na nagbibigay ng morphogenetic effect. Ang hormone ay nakakaapekto sa metabolismo ng protina, pinahuhusay ang mga proseso ng anabolic. Pinasisigla nito ang pagpasok ng mga amino acid sa mga cell, synthesis ng protina sa pamamagitan ng pagpapabilis ng pagsasalin at pag-activate ng RNA synthesis, pinatataas ang paghahati ng cell at paglaki ng tissue, at pinipigilan ang mga proteolytic enzymes. Pinasisigla ang pagsasama ng sulfate sa cartilage, thymidine sa DNA, proline sa collagen, uridine sa RNA. Ang hormone ay nagdudulot ng positibong balanse ng nitrogen. Pinasisigla ang paglaki ng epiphyseal cartilage at ang kanilang pagpapalit ng bone tissue sa pamamagitan ng pag-activate ng alkaline phosphatase.

Ang epekto sa metabolismo ng karbohidrat ay dalawang beses. Sa isang banda, pinapataas ng somatotropin ang produksyon ng insulin, kapwa dahil sa direktang epekto sa mga beta cells, at dahil sa hyperglycemia na dulot ng hormone dahil sa pagkasira ng glycogen sa atay at mga kalamnan. Ina-activate ng Somatotropin ang liver insulinase, isang enzyme na sumisira sa insulin. Sa kabilang banda, ang somatotropin ay may kontra-insular na epekto, na pumipigil sa paggamit ng glucose sa mga tisyu. Ang kumbinasyon ng mga epekto, kung predisposed sa ilalim ng mga kondisyon ng labis na pagtatago, ay maaaring maging sanhi diabetes, na orihinal na tinatawag na pituitary.

Ang epekto sa taba metabolismo ay upang pasiglahin lipolysis ng adipose tissue at ang lipolytic epekto ng catecholamines, taasan ang antas ng libreng mataba acids sa dugo; dahil sa kanilang labis na paggamit sa atay at oksihenasyon, ang pagbuo ng mga katawan ng ketone ay tumataas. Ang mga epektong ito ng somatotropin ay inuri din bilang diabetogenic.

Kung ang isang labis na hormone ay nangyayari sa isang maagang edad, ang gigantism ay nabuo na may proporsyonal na pag-unlad ng mga limbs at torso. Ang labis na hormone sa pagbibinata at pagtanda ay nagdudulot ng pagtaas sa paglaki ng mga seksyon ng epiphyseal ng mga buto ng balangkas, mga zone na may hindi kumpletong ossification, na tinatawag na acromegaly. . Pagtaas sa laki at panloob na organo - splanhomegaly.

Sa isang congenital deficiency ng hormone, nabuo ang dwarfism, na tinatawag na "pituitary nanism". Matapos mailathala ang nobela ni J. Swift tungkol kay Gulliver, ang mga ganitong tao ay kolokyal na tinatawag na Lilliputians. Sa ibang mga kaso, ang nakuhang kakulangan sa hormone ay nagdudulot ng banayad na pagkabansot.

Prolactin . Ang pagtatago ng prolactin ay kinokontrol ng hypothalamic peptides - ang inhibitor na prolactinostatin at ang stimulator prolactoliberin. Ang paggawa ng hypothalamic neuropeptides ay nasa ilalim ng kontrol ng dopaminergic. Ang antas ng estrogen at glucocorticoids sa dugo ay nakakaapekto sa dami ng pagtatago ng prolactin.

at mga thyroid hormone.

Ang prolactin ay partikular na pinasisigla ang pagbuo ng mammary gland at paggagatas, ngunit hindi ang pagtatago nito, na pinasisigla ng oxytocin.

Bilang karagdagan sa mga glandula ng mammary, ang prolactin ay nakakaapekto sa mga glandula ng kasarian, na tumutulong upang mapanatili ang aktibidad ng pagtatago ng corpus luteum at ang pagbuo ng progesterone. Ang prolactin ay isang regulator ng metabolismo ng tubig-asin, binabawasan ang pag-aalis ng tubig at electrolytes, pinapalakas ang mga epekto ng vasopressin at aldosterone, pinasisigla ang paglaki lamang loob, erythropoiesis, nagtataguyod ng pagpapakita ng instinct ng pagiging ina. Bilang karagdagan sa pagpapahusay ng synthesis ng protina, pinapataas nito ang pagbuo ng taba mula sa carbohydrates, na nag-aambag sa postpartum obesity.

Melanotropin . . Nabuo sa mga selula ng intermediate lobe ng pituitary gland. Ang produksyon ng melanotropin ay kinokontrol ng melanoliberin ng hypothalamus. Ang pangunahing epekto ng hormone ay ang pagkilos sa mga melanocytes ng balat, kung saan nagiging sanhi ito ng depresyon ng pigment sa mga proseso, pagtaas ng libreng pigment sa epidermis na nakapalibot sa mga melanocytes, at pagtaas ng melanin synthesis. Pinapataas ang pigmentation ng balat at buhok.

Neurohypophysis, ang koneksyon nito sa hypothalamus. Mga epekto ng posterior pituitary hormones (oxygocin, ADH). Ang papel ng ADH sa regulasyon ng dami ng likido sa katawan. Di-asukal na diyabetis.

Vasopressin . . Ito ay nabuo sa mga selula ng supraoptic at paraventricular nuclei ng hypothalamus at naipon sa neurohypophysis. Ang pangunahing stimuli na kumokontrol sa synthesis ng vasopressin sa hypothalamus at ang pagtatago nito sa dugo ng pituitary gland ay karaniwang tinatawag na osmotic. Ang mga ito ay kinakatawan ng: a) isang pagtaas sa osmotic pressure ng plasma ng dugo at pagpapasigla ng mga osmoreceptor ng mga daluyan ng dugo at mga neuron-osmoreceptor ng hypothalamus; b) isang pagtaas sa nilalaman ng sodium sa dugo at pagpapasigla ng mga hypothalamic neuron na kumikilos bilang mga receptor ng sodium; c) isang pagbawas sa gitnang dami ng nagpapalipat-lipat na dugo at presyon ng arterial, na napansin ng mga volomoreceptor ng puso at mga mechanoreceptor ng mga sisidlan;

d) emosyonal at masakit na stress at pisikal na aktibidad; e) activation ng renin-angiotensin system at ang stimulating effect ng angiotensin sa neurosecretory neurons.

Ang mga epekto ng vasopressin ay natanto sa pamamagitan ng pagbubuklod ng hormone sa mga tisyu na may dalawang uri ng mga receptor. Ang pagbubuklod sa mga Y1-type na mga receptor, na nakararami ay matatagpuan sa dingding ng mga daluyan ng dugo, sa pamamagitan ng pangalawang messenger na inositol triphosphate at calcium ay nagiging sanhi ng vascular spasm, na nag-aambag sa pangalan ng hormone - "vasopressin". Ang pagbubuklod sa mga Y2-type na mga receptor sa distal nephron sa pamamagitan ng pangalawang messenger cAMP ay nagsisiguro ng pagtaas sa pagkamatagusin ng pagkolekta ng mga duct ng nephron para sa tubig, ang reabsorption at konsentrasyon ng ihi nito, na tumutugma sa pangalawang pangalan ng vasopressin - "antidiuretic hormone, ADH".

Bilang karagdagan sa pagkilos sa bato at mga daluyan ng dugo, ang vasopressin ay isa sa mga mahahalagang neuropeptides ng utak na kasangkot sa pagbuo ng pag-uugali ng uhaw at pag-inom, mga mekanismo ng memorya, regulasyon ng pagtatago ng mga hormone ng adenohypophyseal.

Ang kakulangan o kahit na kumpletong kawalan ng pagtatago ng vasopressin ay nagpapakita ng sarili sa anyo ng isang matalim na pagtaas sa diuresis na may paglabas ng isang malaking bilang hipotonik na ihi. Ang sindrom na ito ay tinatawag diabetes insipidus", maaari itong maging congenital o nakuha. Ang sindrom ng labis na vasopressin (Parchon's syndrome) ay nagpapakita mismo

sa labis na pagpapanatili ng likido sa katawan.

Oxytocin . Ang synthesis ng oxytocin sa paraventricular nuclei ng hypothalamus at ang paglabas nito sa dugo mula sa neurohypophysis ay pinasigla ng isang reflex pathway sa pagpapasigla ng mga stretch receptor ng cervix at mammary gland receptors. Ang mga estrogen ay nagpapataas ng pagtatago ng oxytocin.

Ang oxytocin ay nagiging sanhi ng mga sumusunod na epekto: a) pinasisigla ang pag-urong ng makinis na mga kalamnan ng matris, na nag-aambag sa panganganak; b) nagiging sanhi ng pag-urong ng makinis na mga selula ng kalamnan ng excretory ducts ng lactating mammary gland, na tinitiyak ang pagpapalabas ng gatas; c) sa ilalim ng ilang mga kundisyon, mayroon itong diuretic at natriuretic na epekto; d) nakikilahok sa organisasyon ng pag-uugali sa pag-inom at pagkain; e) ay isang karagdagang kadahilanan sa regulasyon ng pagtatago ng adenohypophyseal hormones.

Ang tugon ng target na cell sa pagkilos ng hormone ay nabuo sa pamamagitan ng paglikha ng isang hormone receptor (GH) complex, na humahantong sa pag-activate ng receptor mismo, na nagpapasimula ng cell response. Ang hormone adrenaline, kapag nakikipag-ugnayan sa receptor, ay nagbubukas ng mga channel ng lamad, at Na + - ang input ng kasalukuyang ion ay tumutukoy sa pag-andar ng cell. Gayunpaman, ang karamihan sa mga hormone ay hindi nagbubukas o nagsasara ng mga channel ng lamad sa kanilang sarili, ngunit sa pakikipag-ugnayan sa protina ng G.

Ang mekanismo ng pagkilos ng mga hormone sa mga target na selula ay nauugnay sa kanilang kemikal na istraktura:

■ mga hormone na natutunaw sa tubig - mga protina at polypeptides, pati na rin ang mga derivatives ng amino acid - catecholamines, ay nakikipag-ugnayan sa mga receptor ng target na lamad ng cell, na bumubuo ng isang "hormone-receptor" (HR) complex. Ang hitsura ng complex na ito ay humahantong sa pagbuo ng pangalawang o intracellular messenger (messenger), kung saan nauugnay ang mga pagbabago sa function ng cell. Ang bilang ng mga receptor sa ibabaw ng lamad ng target na cell ay humigit-kumulang 104-105;

■ fat-soluble hormones - steroid - dumaan sa lamad ng target na cell at nakikipag-ugnayan sa mga receptor ng plasma, ang bilang nito ay mula 3000 hanggang 104, na bumubuo ng isang complex ng GH, na pagkatapos ay pumapasok sa nuclear membrane. Ang mga steroid hormone at derivatives ng amino acid tyrosine - thyroxine at triiodothyronine - ay tumagos sa nuclear membrane at nakikipag-ugnayan sa mga nuclear receptor na konektado sa isa o higit pang mga chromosome, na nagreresulta sa mga pagbabago sa synthesis ng protina sa target na cell.

Ayon sa mga modernong konsepto, ang pagkilos ng mga hormone ay dahil sa pagpapasigla o pagsugpo sa catalytic function ng ilang mga enzyme sa mga target na selula. Ang epektong ito ay maaaring makamit sa dalawang paraan:

■ ang pakikipag-ugnayan ng hormone sa mga receptor sa ibabaw ng cell lamad at ang paglulunsad ng isang kadena ng biochemical transformations sa lamad at cytoplasm;

■ pagtagos ng hormone sa pamamagitan ng lamad at nagbubuklod sa mga cytoplasmic receptor, pagkatapos nito ang hormone-receptor complex ay tumagos sa nucleus at organelles ng cell, kung saan napagtanto nito ang epekto ng regulasyon nito sa pamamagitan ng pag-synthesize ng mga bagong enzyme.

Ang unang landas ay humahantong sa pag-activate ng mga enzyme ng lamad at pagbuo ng mga pangalawang mensahero. Ngayon, apat na sistema ng pangalawang mensahero ang kilala:

■ adenylate cyclase - cAMP;

■ guanylate cyclase - cGMP;

■ phospholipase - inositol triphosphate;

■ calmodulin - ionized Ca 2+.

Ang pangalawang paraan ng pag-impluwensya sa mga target na selula ay ang kumplikado ng hormone na may mga receptor na nakapaloob sa cell nucleus, na humahantong sa pag-activate o pagsugpo ng genetic apparatus nito.

Mga receptor ng lamad at pangalawang mensahero (mensahero)

Ang mga hormone, na nagbubuklod sa mga receptor ng lamad ng target na selula, ay bumubuo ng "hormone - receptor" na GH complex (hakbang 1) (Larawan 6.3). Ang mga pagbabago sa conformational sa receptor ay nagpapagana ng stimulatory G-protein (kasama ang receptor), na isang complex ng tatlong subunits (α-, β-, γ-) at guanosine diphosphate (GDP). kapalit

TALAHANAYAN 6.11. isang maikling paglalarawan ng mga hormone

Saan ginawa ang mga hormone		Pangalan ng hormone		pagdadaglat	Mga epekto sa mga target na cell
hypothalamus		Thyrotropin-releasing hormone			Pinasisigla ang paggawa ng thyrotropin ng adenohypophysis
hypothalamus		Corticotropin-releasing hormone			Pinasisigla ang paggawa ng ACTH ng adenohypophysis
hypothalamus		Gonadotropin-releasing hormone			Pinasisigla ang paggawa ng luteinizing (LH) at follicle-stimulating (FSP) hormones ng adenohypophysis
hypothalamus		salik na nagpapalabas ng growth hormone			Pinasisigla ang paggawa ng growth hormone ng adenohypophysis
hypothalamus		somatostatin			Pinipigilan ang paggawa ng growth hormone ng adenohypophysis
hypothalamus		Prolactin inhibitory factor (dopamine)			Pinipigilan ang paggawa ng prolactin ng adenohypophysis
hypothalamus		prolactin stimulating factor			Pinasisigla ang paggawa ng prolactin ng adenohypophysis
hypothalamus		oxytocin			Pinasisigla ang pagtatago ng gatas, pag-urong ng matris
hypothalamus		Vasopressin - antidiuretic hormone			Pinasisigla ang reabsorption ng tubig sa distal nephron
Anterior pituitary gland		TSH, o thyroid-stimulating hormone		TSH aboTSG	Pinasisigla ang synthesis at pagtatago thyroid gland thyroxine, triiodothyronine
Anterior pituitary gland					Pinasisigla ang pagtatago ng glucocorticoids (cortisol) ng adrenal cortex
Anterior pituitary gland		follicle-stimulating hormone			Pinasisigla ang paglaki ng follicle at pagtatago ng ovarian estrogen
Anterior pituitary gland		luteinizing hormone			Pinasisigla ang obulasyon, ang pagbuo ng corpus luteum, pati na rin ang synthesis ng estrogen at progesterone ng mga ovary
Anterior pituitary gland		Growth hormone, o growth hormone			Pinasisigla ang synthesis ng protina at pangkalahatang paglaki
Anterior pituitary gland		prolactin			Pinasisigla ang produksyon at pagtatago ng gatas
Anterior pituitary gland		β-lipotropin
Intermediate na pituitary gland		Melznotropin			Pinasisigla ang synthesis ng melanin sa isda, amphibian, reptilya (sa mga tao, pinasisigla nito ang paglaki ng balangkas (ossification ng mga buto), pinatataas ang intensity ng metabolismo, produksyon ng init, pinatataas ang paggamit ng mga protina, taba, carbohydrates ng mga selula, pinasisigla ang pagbuo ng mga pag-andar ng kaisipan pagkatapos ng kapanganakan ng isang bata
thyroid		L-thyroxine
		triiodothyronine
Adrenal cortex (reticular zone)		mga sex hormone			Pinasisigla ang paggawa ng dihydrogepiandrosterone at androstenedione
Adrenal cortex (fascicular zone)		Glucocorticoids (cortisol)			Pinasisigla ang gluconeogenesis, anti-inflammatory effect, pinipigilan ang immune system
Adrenal cortex (glomerular zone)		aldosteron			Pinapataas ang reabsorption ng Na + ions, ang pagtatago ng K + ions sa tubules ng nephron
tserebral sangkap adrenal glands		Adrenaline, norepinephrine			Pag-activate ng alpha, beta-adrenergic receptors
		mga estrogen			Paglago at pag-unlad ng mga babaeng genital organ, proliferative phase ng menstrual cycle
		progesterone			Secretory phase ng menstrual cycle
		testosterone			Spermatogenesis, pangalawang sekswal na katangian ng lalaki
Pares ng thyroid gland		Parat hormone (parathyroid hormone)			Pinapataas ang konsentrasyon ng Ca 2+ ions sa dugo (demineralization ng buto)
Thyroid (C-cells)	calcitonin					Binabawasan ang konsentrasyon ng Ca2 + ions sa dugo
Pag-activate sa mga bato	1,25-dihydroxycholecalciferol (calcitriol)					Pinapataas ng bituka ang pagsipsip ng Ca 2+ ions
Pancreas - mga beta cell						Binabawasan ang konsentrasyon ng glucose sa dugo
Pancreas - mga alpha cell	glucagon					Pinapataas ang konsentrasyon ng glucose sa dugo
inunan	human chorionic gonadotropin					Pinatataas ang synthesis ng estrogen at progesterone
inunan	placental lactogen ng tao					Gumagana tulad ng growth hormone at prolactin sa panahon ng pagbubuntis

BIGAS. 6.3. Scheme ng mekanismo ng pagkilos ng hormone na may pagbuo ng isang pangalawang intracellular messenger cAMP. GDP - guanine diphosphate, GTP - guanine triphosphate

Ang GDP sa guanosine triphosphate GTP (hakbang 2) ay humahantong sa detatsment ng α-subunit, na agad na nakikipag-ugnayan sa iba pang mga signal ng protina, binabago ang aktibidad ng mga channel ng ion o cellular enzymes - adenylate cyclase o phospholipase C - at function ng cell.

Ang pagkilos ng mga hormone sa mga target na selula sa pagbuo ng pangalawang messenger cAMP

Ang activated membrane enzyme na adenylate cyclase ay nagko-convert ng ATP sa pangalawang messenger - cyclic adenosine monophosphate cAMP (hakbang 3) (tingnan ang Fig. 6.3), na kung saan ay nagpapagana ng enzyme protein kinase A (hakbang 4), na humahantong sa phosphorylation ng mga partikular na protina (hakbang 5) ang kinahinatnan nito ay isang pagbabago sa physiological function (hakbang 6), halimbawa, ang pagbuo ng mga bagong channel ng lamad para sa mga calcium ions, na humahantong sa isang pagtaas sa lakas ng mga contraction ng puso.

Ang pangalawang messenger cAMP ay pinababa ng enzyme phosphodiesterase sa hindi aktibong anyo na 5'-AMP.

Ang ilang mga hormone (natriuretic) ay nakikipag-ugnayan sa mga nagbabawal na G-protein, na humahantong sa pagbawas sa aktibidad ng mga enzyme ng lamad na adenylate cyclase, isang pagbawas sa function ng cell.

Ang pagkilos ng mga hormone sa mga target na selula na may pagbuo ng mga pangalawang mensahero - diacylglycerol at inositol-3-phosphate

Ang hormone ay bumubuo ng isang kumplikadong may lamad na receptor - OS (hakbang 1) (Larawan 6.4) at sa pamamagitan ng G-protein (hakbang 2) ay nagpapa-activate ng phospholipase C na nakakabit sa panloob na ibabaw ng receptor (hakbang 3).

Sa ilalim ng impluwensya ng phospholipase C, na nag-hydrolyze ng membrane phospholipids (phosphatidylinositol biphosphate), dalawang pangalawang messenger ang nabuo - diacylglycerol (DG) at inositol-3-phosphate (IP3) (hakbang 4).

Pinapakilos ng pangalawang messenger na IP3 ang paglabas ng mga Ca 2+ ions mula sa mitochondria at ang endoplasmic reticulum (hakbang 5), na kumikilos bilang pangalawang mensahero. Ang mga Ca2+ ions kasama ang DG (lipid second messenger) ay nag-a-activate ng enzyme protein kinase C (hakbang 6), na nagpo-phosphorylate ng mga protina at nagiging sanhi ng pagbabago sa mga physiological function ng target na cell.

Ang pagkilos ng mga hormone sa tulong ng mga sistemang "calcium - calmodulin", na nagsisilbing pangalawang tagapamagitan. Kapag ang calcium ay pumasok sa cell, ito ay nagbubuklod sa calmodulin at pinapagana ito. Ang aktibong calmodulin, naman, ay nagdaragdag sa aktibidad ng protina kinase, na humahantong sa protina phosphorylation, mga pagbabago sa mga function ng cell.

Ang pagkilos ng mga hormone sa genetic apparatus ng cell

Ang mga steroid hormone na nalulusaw sa taba ay dumadaan sa target na cell membrane (step 1) (Fig. 6.5), kung saan sila ay nagbubuklod sa mga cytoplasmic receptor protein. Ang nabuong GR complex (hakbang 2) ay kumakalat sa nucleus at nagbubuklod sa mga partikular na rehiyon ng chromosome DNA (hakbang 3), na ina-activate ang proseso ng transkripsyon sa pamamagitan ng pagbuo ng mRNA (hakbang 4). Inililipat ng mRNA ang template sa cytoplasm, kung saan nagbibigay ito ng mga proseso ng pagsasalin sa mga ribosome (hakbang 5), synthesis ng mga bagong protina (hakbang 6), na humahantong sa pagbabago sa mga physiological function.

Ang mga fat-soluble na thyroid hormone - thyroxine at triiodothyronine - ay tumagos sa nucleus, kung saan sila ay nagbubuklod sa isang receptor na protina, na isang protina na matatagpuan sa mga chromosome ng DNA. Kinokontrol ng mga receptor na ito ang paggana ng parehong mga promotor at operator ng mga gene.

Isinasaaktibo ng mga hormone ang mga genetic na mekanismo na nasa nucleus, dahil sa kung saan higit sa 100 mga uri ng mga cellular protein ang ginawa. Marami sa mga ito ay mga enzyme na nagpapataas ng metabolic activity ng mga selula ng katawan. Ang pagkakaroon ng reaksyon ng isang beses sa mga intracellular receptor, kinokontrol ng mga thyroid hormone ang expression ng gene sa loob ng ilang linggo.

Maikling Paglalarawan:

Materyal na pang-edukasyon sa biochemistry at molecular biology: Ang istraktura at mga function ng biological membranes.

MODULE 4: ISTRUKTURA AT MGA TUNGKULIN NG BIOLOGICAL MEMBRANES

_Mga paksa _

4.1. pangkalahatang katangian mga lamad. Istraktura at komposisyon ng mga lamad

4.2. Transport ng mga sangkap sa mga lamad

4.3. Transmembrane signaling _

Mga layunin sa pag-aaral Upang magawang:

1. Bigyang-kahulugan ang papel ng mga lamad sa regulasyon ng metabolismo, ang transportasyon ng mga sangkap sa cell at ang pag-alis ng mga metabolite.

2. Ipaliwanag ang mga molekular na mekanismo ng pagkilos ng mga hormone at iba pang mga molekula ng pagbibigay ng senyas sa mga target na organo.

alamin:

1. Ang istraktura ng biological lamad at ang kanilang papel sa metabolismo at enerhiya.

2. Ang mga pangunahing paraan ng paglilipat ng mga sangkap sa pamamagitan ng mga lamad.

3. Mga pangunahing bahagi at yugto ng transmembrane signaling ng mga hormone, mediator, cytokine, eicosanoids.

PAKSA 4.1. PANGKALAHATANG KATANGIAN NG MGA MEMBRANE.

ISTRUKTURA AT KOMPOSISYON NG MGA MEMBRANE

Ang lahat ng mga cell at intracellular organelles ay napapalibutan ng mga lamad, na may mahalagang papel sa kanilang istrukturang organisasyon at paggana. Ang mga pangunahing prinsipyo ng pagtatayo ng lahat ng mga lamad ay pareho. Gayunpaman, ang lamad ng plasma, pati na rin ang mga lamad ng endoplasmic reticulum, ang Golgi apparatus, mitochondria at ang nucleus, ay may makabuluhang mga tampok na istruktura, natatangi sila sa kanilang komposisyon at sa likas na katangian ng kanilang mga pag-andar.

Lamad:

Paghiwalayin ang mga cell mula sa kapaligiran at hatiin ito sa mga compartment (compartments);

I-regulate ang transportasyon ng mga substance sa mga cell at organelles at vice versa;

Magbigay ng pagtitiyak ng mga intercellular contact;

Tumanggap ng mga signal mula sa panlabas na kapaligiran.

Ang pinagsama-samang paggana ng mga sistema ng lamad, kabilang ang mga receptor, enzymes, transport system, ay nakakatulong na mapanatili ang homeostasis ng cell at mabilis na tumugon sa mga pagbabago sa estado ng panlabas na kapaligiran sa pamamagitan ng pag-regulate ng metabolismo sa loob ng mga selula.

Ang mga biyolohikal na lamad ay binubuo ng mga lipid at protina na pinagsama-sama ng non-covalent pakikipag-ugnayan. Ang base ng lamad ay dobleng lipid layer na kinabibilangan ng mga molekula ng protina (Larawan 4.1). Ang lipid bilayer ay nabuo sa pamamagitan ng dalawang hanay amphiphilic mga molekula na ang hydrophobic "mga buntot" ay nakatago sa loob, at ang mga hydrophilic na grupo - mga polar na "ulo" ay nakabukas palabas at nakikipag-ugnayan sa may tubig na daluyan.

1. Mga lipid ng lamad. Ang mga lipid ng lamad ay naglalaman ng parehong saturated at unsaturated fatty acid. Ang mga unsaturated fatty acid ay dalawang beses na mas karaniwan kaysa sa mga saturated fatty acid, na tumutukoy pagkalikido lamad at conformational lability ng mga protina ng lamad.

Mayroong tatlong pangunahing uri ng mga lipid sa mga lamad - phospholipids, glycolipids at kolesterol (Larawan 4.2 - 4.4). Kadalasang matatagpuan Ang mga glycerophospholipid ay mga derivatives ng phosphatidic acid.

kanin. 4.1. Cross section ng plasma membrane

kanin. 4.2. Glycerophospholipids.

Ang Phosphatidic acid ay diacylglycerol phosphate. R 1 , R 2 - fatty acid radicals (hydrophobic "tails"). Ang isang polyunsaturated fatty acid residue ay naka-link sa pangalawang carbon atom ng gliserol. Ang polar na "ulo" ay isang phosphoric acid residue at isang hydrophilic group ng serine, choline, ethanolamine o inositol na nakakabit dito

Mayroon ding mga lipid - derivatives ang amino alcohol sphingosine.

Ang amino alcohol sphingosine sa acylation, i.e. paglakip ng fatty acid sa NH 2 group, nagiging ceramide. Ang mga Ceramide ay nakikilala sa pamamagitan ng kanilang fatty acid residue. Maaaring iugnay ang iba't ibang polar group sa OH group ng ceramide. Depende sa istraktura ng polar "ulo", ang mga derivatives na ito ay nahahati sa dalawang grupo - phospholipids at glycolipids. Ang istraktura ng polar group ng sphingophospholipids (sphingomyelins) ay katulad ng glycerophospholipids. Maraming sphingomyelin ang matatagpuan sa myelin sheaths ng nerve fibers. Ang mga glycolipids ay mga carbohydrate derivatives ng ceramide. Depende sa istraktura ng bahagi ng carbohydrate, ang cerebrosides at gangliosides ay nakikilala.

kolesterol na matatagpuan sa mga lamad ng lahat ng mga selula ng hayop, pinatigas nito ang mga lamad at binabawasan ang mga ito pagkalikido(pagkalikido). Ang molekula ng kolesterol ay matatagpuan sa hydrophobic zone ng lamad na kahanay sa hydrophobic "tails" ng phospho- at glycolipid molecules. Ang hydroxyl group ng kolesterol, pati na rin ang hydrophilic na "mga ulo" ng phospho- at glycolipids,

kanin. 4.3. Mga derivatives ng amino alcohol sphingosine.

Ceramide - acylated sphingosine (R 1 - fatty acid radical). Kasama sa mga phospholipid ang mga sphingomyelin, kung saan ang polar group ay binubuo ng isang phosphoric acid residue at choline, ethanolamine o serine. Ang hydrophilic group (polar "head") ng glycolipids ay isang carbohydrate residue. Ang mga cerebroside ay naglalaman ng isang linear na mono- o oligosaccharide residue. Kasama sa komposisyon ng gangliosides ang isang branched oligosaccharide, isa sa mga monomeric unit na kung saan ay NANK - N-acetylneuraminic acid

nakaharap sa yugto ng tubig. Ang molar ratio ng kolesterol at iba pang mga lipid sa mga lamad ay 0.3-0.9. Ang halagang ito ay may pinakamataas na halaga para sa cytoplasmic membrane.

Ang pagtaas sa nilalaman ng kolesterol sa mga lamad ay binabawasan ang kadaliang mapakilos ng mga chain ng fatty acid, na nakakaapekto sa conformational lability ng mga protina ng lamad at binabawasan ang posibilidad ng kanilang lateral diffusion. Sa pagtaas ng pagkalikido ng lamad na sanhi ng pagkilos ng mga lipophilic na sangkap sa kanila o lipid peroxidation, ang proporsyon ng kolesterol sa mga lamad ay tumataas.

kanin. 4.4. Posisyon sa lamad ng phospholipids at kolesterol.

Ang molekula ng kolesterol ay binubuo ng isang matibay na hydrophobic core at isang nababaluktot na hydrocarbon chain. Ang polar na "ulo" ay ang pangkat ng OH sa ika-3 carbon atom ng molekula ng kolesterol. Para sa paghahambing, ang figure ay nagpapakita ng isang eskematiko na representasyon ng lamad phospholipid. Ang polar head ng mga molekulang ito ay mas malaki at may singil

Ang komposisyon ng lipid ng mga lamad ay naiiba, ang nilalaman ng isa o isa pang lipid, tila, ay tinutukoy ng iba't ibang mga pag-andar na ginagawa ng mga molekulang ito sa mga lamad.

Ang mga pangunahing pag-andar ng mga lipid ng lamad ay ang mga ito:

Bumubuo sila ng lipid bilayer - ang istrukturang batayan ng mga lamad;

Magbigay ng kapaligiran na kinakailangan para sa paggana ng mga protina ng lamad;

Makilahok sa regulasyon ng aktibidad ng enzyme;

Maglingkod bilang isang "angkla" para sa mga protina sa ibabaw;

Makilahok sa paghahatid ng mga signal ng hormonal.

Ang mga pagbabago sa istraktura ng lipid bilayer ay maaaring humantong sa pagkagambala sa mga function ng lamad.

2. Mga protina ng lamad. Ang mga protina ng lamad ay naiiba sa kanilang posisyon sa lamad (Larawan 4.5). Ang mga protina ng lamad na nakikipag-ugnayan sa hydrophobic na rehiyon ng lipid bilayer ay dapat na amphiphilic, i.e. magkaroon ng non-polar domain. Ang amphiphilicity ay nakamit dahil sa katotohanan na:

Ang mga residue ng amino acid na nakikipag-ugnayan sa lipid bilayer ay halos hindi polar;

Maraming mga protina ng lamad ay covalently naka-link sa fatty acid residues (acylated).

Ang acyl residues ng fatty acids na nakakabit sa protina ay nagbibigay ng "angkla" nito sa lamad at ang posibilidad ng lateral diffusion. Bilang karagdagan, ang mga protina ng lamad ay sumasailalim sa mga pagbabago sa post-translational tulad ng glycosylation at phosphorylation. Ang glycosylation ng panlabas na ibabaw ng integral na mga protina ay nagpoprotekta sa kanila mula sa pinsala sa pamamagitan ng mga protease ng intercellular space.

kanin. 4.5. Mga protina ng lamad:

1, 2 - integral (transmembrane) na mga protina; 3, 4, 5, 6 - mga protina sa ibabaw. Sa integral na mga protina, ang bahagi ng polypeptide chain ay naka-embed sa lipid layer. Ang mga bahagi ng protina na nakikipag-ugnayan sa mga hydrocarbon chain ng mga fatty acid ay naglalaman ng karamihan sa mga non-polar amino acid. Ang mga rehiyon ng protina na matatagpuan sa rehiyon ng polar na "mga ulo" ay pinayaman sa mga residue ng hydrophilic amino acid. Ang mga protina sa ibabaw ay nakakabit sa lamad sa iba't ibang paraan: 3 - nauugnay sa mga integral na protina; 4 - naka-attach sa polar "mga ulo" ng lipid layer; 5 - "naka-angkla" sa lamad na may maikling hydrophobic terminal domain; 6 - "naka-angkla" sa lamad gamit ang isang covalently bonded acyl residue

Ang panlabas at panloob na mga layer ng parehong lamad ay naiiba sa komposisyon ng mga lipid at protina. Ang tampok na ito sa istraktura ng mga lamad ay tinatawag kawalaan ng simetrya ng transmembrane.

Ang mga protina ng lamad ay maaaring kasangkot sa:

Pinili na transportasyon ng mga sangkap sa loob at labas ng cell;

Paghahatid ng mga signal ng hormonal;

Ang pagbuo ng "bordered pits" na kasangkot sa endocytosis at exocytosis;

Mga reaksyon ng immunological;

Bilang mga enzyme sa mga pagbabagong-anyo ng mga sangkap;

Organisasyon ng mga intercellular contact na nagbibigay ng pagbuo ng mga tisyu at organo.

PAKSA 4.2. TRANSPORTA NG MGA SUBSTANCES SA PAMAMAGITAN NG MEMBRANES

Ang isa sa mga pangunahing pag-andar ng mga lamad ay ang regulasyon ng paglipat ng mga sangkap sa loob at labas ng cell, ang pagpapanatili ng mga sangkap na kailangan ng cell at ang pag-alis ng mga hindi kailangan. Ang transportasyon ng mga ion, mga organikong molekula sa pamamagitan ng mga lamad ay maaaring maganap sa isang gradient ng konsentrasyon - passive na transportasyon at laban sa gradient ng konsentrasyon - aktibong transportasyon.

1. Passive na transportasyon maaaring isagawa sa mga sumusunod na paraan (Larawan 4.6, 4.7):

kanin. 4.6. Mga mekanismo ng paglipat ng mga sangkap sa mga lamad kasama ang gradient ng konsentrasyon

Ang passive na transportasyon ay pagsasabog ng mga ion sa pamamagitan ng mga channel ng protina, halimbawa, pagsasabog ng H+, Ca 2+, N+, K+. Ang paggana ng karamihan sa mga channel ay kinokontrol ng mga partikular na ligand o pagbabago sa potensyal ng transmembrane.

kanin. 4.7. Ca2+ channel ng endoplasmic reticulum membrane na kinokontrol ng inositol-1,4,5-triphosphate (IF 3).

Ang IP 3 (inositol-1,4,5-triphosphate) ay nabuo sa panahon ng hydrolysis ng lamad lipid PIF 2 (phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate) sa ilalim ng pagkilos ng enzyme phospholipase C. Ang IP 3 ay nagbubuklod sa mga partikular na sentro ng Ca 2 + protomer ng endoplasmic reticulum membrane channel. Ang conformation ng protina ay nagbabago at ang channel ay bubukas - ang Ca 2 + ay pumapasok sa cytosol ng cell kasama ang gradient ng konsentrasyon

2. Aktibong transportasyon. pangunahing aktibo nangyayari ang transportasyon laban sa gradient ng konsentrasyon na may paggasta ng enerhiya ng ATP na may partisipasyon ng mga ATPase ng transportasyon, halimbawa Na +, K + -ATPase, H + -ATPase, Ca 2 + -ATPase (Fig. 4.8). Ang H + -ATPases ay gumaganap bilang mga proton pump, na lumilikha ng acidic na kapaligiran sa mga lysosome ng cell. Sa tulong ng Ca 2+ -ATPase ng cytoplasmic membrane at ang lamad ng endoplasmic reticulum, ang isang mababang konsentrasyon ng calcium sa cytosol ng cell ay pinananatili at isang intracellular depot ng Ca 2+ ay nilikha sa mitochondria at ang endoplasmic reticulum.

pangalawang aktibo ang transportasyon ay nangyayari dahil sa gradient ng konsentrasyon ng isa sa mga transported substance (Fig. 4.9), na kadalasang nilikha ng Na +, K + -ATPase, na gumagana sa pagkonsumo ng ATP.

Ang attachment sa aktibong sentro ng carrier protein ng isang substance na ang konsentrasyon ay mas mataas ay nagbabago ng conformation nito at nagpapataas ng affinity para sa compound na pumapasok sa cell laban sa gradient ng konsentrasyon. Mayroong dalawang uri ng pangalawang aktibong transportasyon: aktibong sintomas at antiport.

kanin. 4.8. Ang mekanismo ng paggana ng Ca 2 + -ATPase

kanin. 4.9. pangalawang aktibong transportasyon

3. Paglipat ng mga macromolecule at particle na may partisipasyon ng mga lamad - endocytosis at exocytosis.

Ang paglipat mula sa extracellular na kapaligiran papunta sa cell ng macromolecules, tulad ng mga protina, nucleic acid, polysaccharides, o mas malalaking particle, ay nangyayari sa pamamagitan ng endositosis. Ang pagbubuklod ng mga sangkap o mga high-molecular complex ay nangyayari sa ilang bahagi ng plasma membrane, na tinatawag may linyang mga hukay. Ang endocytosis, na nangyayari sa pakikilahok ng mga receptor na itinayo sa mga hangganan na hukay, ay nagpapahintulot sa mga cell na sumipsip ng mga partikular na sangkap at tinatawag na endocytosis na umaasa sa receptor.

Ang mga macromolecule, tulad ng peptide hormones, digestive enzymes, extracellular matrix proteins, lipoprotein complexes, ay inilalabas sa dugo o intercellular space sa pamamagitan ng exocytosis. Ang paraan ng transportasyon na ito ay ginagawang posible na alisin mula sa mga sangkap ng cell na naipon sa secretory granules. Sa karamihan ng mga kaso, ang exocytosis ay kinokontrol sa pamamagitan ng pagbabago ng konsentrasyon ng mga calcium ions sa cytoplasm ng mga cell.

PAKSA 4.3. TRANSMEMBRANE SIGNALING

Ang isang mahalagang pag-aari ng mga lamad ay ang kakayahang makita at magpadala ng mga signal mula sa kapaligiran sa loob ng cell. Ang pang-unawa ng mga selula ng mga panlabas na signal ay nangyayari kapag nakikipag-ugnayan sila sa mga receptor na matatagpuan sa lamad ng mga target na selula. Ang mga receptor, sa pamamagitan ng paglakip ng isang molekula ng signal, ay nagpapagana ng mga intracellular information transfer pathways, na humahantong sa isang pagbabago sa rate ng iba't ibang mga metabolic na proseso.

1. Molekyul ng signal, na partikular na nakikipag-ugnayan sa isang receptor ng lamad pangunahing mensahero. Ang mga pangunahing mensahero ay iba-iba mga kemikal na compound- hormones, neurotransmitters, eicosanoids, growth factors o physical factors gaya ng light quantum. Ang mga cell membrane receptor na isinaaktibo ng mga pangunahing messenger ay nagpapadala ng natanggap na impormasyon sa isang sistema ng mga protina at enzyme na bumubuo kaskad ng paghahatid ng signal, pagbibigay ng signal amplification ng ilang daang beses. Ang oras ng pagtugon ng cell, na binubuo sa pag-activate o hindi aktibo ng mga metabolic na proseso, pag-urong ng kalamnan, transportasyon ng mga sangkap mula sa mga target na selula, ay maaaring ilang minuto.

Lamad mga receptor nahahati sa:

Mga receptor na naglalaman ng isang subunit na nagbubuklod sa pangunahing messenger at isang ion channel;

Mga receptor na may kakayahang magpakita ng catalytic na aktibidad;

Ang mga receptor na, sa tulong ng G-proteins, ay nagpapagana sa pagbuo ng pangalawang (intracellular) messenger na nagpapadala ng signal sa mga tiyak na protina at enzymes ng cytosol (Fig. 4.10).

Ang mga pangalawang mensahero ay may maliit na molekular na timbang, nagkakalat sa isang mataas na rate sa cytosol ng cell, binabago ang aktibidad ng kaukulang mga protina, at pagkatapos ay mabilis na nahati o inalis mula sa cytosol.

kanin. 4.10. Ang mga receptor na matatagpuan sa lamad.

Ang mga receptor ng lamad ay maaaring nahahati sa tatlong grupo. Mga Receptor: 1 - naglalaman ng isang subunit na nagbubuklod sa molekula ng signal at sa channel ng ion, halimbawa, ang acetylcholine receptor sa postsynaptic membrane; 2 - nagpapakita ng aktibidad ng catalytic pagkatapos ng pagdaragdag ng isang molekula ng signal, halimbawa, ang receptor ng insulin; 3, 4 - pagpapadala ng signal sa enzyme adenylate cyclase (AC) o phospholipase C (PLS) na may partisipasyon ng membrane G-protein, halimbawa, iba't ibang uri ng mga receptor para sa adrenaline, acetylcholine at iba pang mga molekula ng senyas.

Tungkulin pangalawang mensahero gumaganap ng mga molekula at ion:

CAMP (cyclic adenosine-3",5"-monophosphate);

CGMP (cyclic guanosine-3",5"-monophosphate);

IP 3 (inositol-1,4,5-triphosphate);

DAG (diacylglycerol);

Mayroong mga hormone (steroid at thyroid), na dumadaan sa lipid bilayer, pumasok sa selda at nakikipag-ugnayan sa mga intracellular receptor. Ang isang physiologically mahalagang pagkakaiba sa pagitan ng lamad at intracellular receptor ay ang rate ng pagtugon sa isang papasok na signal. Sa unang kaso, ang epekto ay magiging mabilis at maikli ang buhay, sa pangalawa - mabagal, ngunit pangmatagalang.

G-protein coupled receptors

Ang pakikipag-ugnayan ng mga hormone sa G-protein coupled receptors ay humahantong sa pag-activate ng inositol phosphate signal transduction system o mga pagbabago sa aktibidad ng adenylate cyclase regulatory system.

2. Adenylate cyclase system kabilang ang (Larawan 4.11):

- integral Mga protina ng cytoplasmic membrane:

R s - receptor ng pangunahing messenger - activator ng adenylate cyclase system (ACS);

R; - receptor ng pangunahing messenger - ACS inhibitor;

Ang enzyme adenylate cyclase (AC).

- "naka-angkla" protina:

G s - GTP-binding protein, na binubuo ng α,βγ-subunits, kung saan ang (α,-subunit ay nauugnay sa GDP molecule;

kanin. 4.11. Paggana ng adenylate cyclase system

G; - GTP-binding protein, na binubuo ng αβγ-subunits, kung saan a; -ang mga subunit ay nauugnay sa molekula ng GDP; - cytosolic protina kinase A (PKA) enzyme.

Pagkakasunud-sunod ng mga kaganapan ng pangunahing transduction ng signal ng messenger ng adenylate cyclase system

Ang receptor ay may mga binding site para sa pangunahing messenger sa panlabas na ibabaw ng lamad at G-protein (α,βγ-GDP) sa panloob na ibabaw ng lamad. Ang pakikipag-ugnayan ng isang activator ng adenylate cyclase system, tulad ng isang hormone na may receptor (R s), ay humahantong sa isang pagbabago sa conformation ng receptor. Ang affinity ng receptor para sa G..-protina ay tumataas. Ang attachment ng hormone-receptor complex sa GS-GDP ay binabawasan ang affinity ng α,-subunit ng G..-protein para sa GDP at pinapataas ang affinity para sa GTP. Sa aktibong site ng α,-subunit, ang GDP ay pinalitan ng GTP. Nagdudulot ito ng pagbabago sa conformation ng α subunit, at pagbaba ng affinity nito para sa βγ subunits. Ang hiwalay na subunit α,-GTP ay gumagalaw sa gilid ng lipid ng lamad patungo sa enzyme adenylate cyclase.

Ang pakikipag-ugnayan ng α,-GTP sa regulatory center ng adenylate cyclase ay nagbabago sa conformation ng enzyme, humahantong sa pag-activate nito at isang pagtaas sa rate ng pagbuo ng pangalawang messenger - cyclic adenosine-3,5'-monophosphate (cAMP) mula sa ATP. Ang konsentrasyon ng cAMP ay tumataas sa cell. Ang mga molekula ng cAMP ay maaaring mabaligtad na magbigkis sa mga regulatory subunit ng protina kinase A (PKA), na binubuo ng dalawang regulatory (R) at dalawang catalytic (C) subunits - (R 2 C 2). Ang Complex R 2 C 2 ay walang aktibidad na enzymatic. Ang pag-attach ng cAMP sa mga regulatory subunit ay nagdudulot ng pagbabago sa kanilang conformation at pagkawala ng complementarity sa mga C-subunit. Ang mga catalytic subunit ay nakakakuha ng aktibidad ng enzymatic.

Aktibong protina kinase A, sa tulong ng ATP, phosphorylates tiyak na protina sa serine at threonine residues. Ang phosphorylation ng mga protina at enzyme ay nagdaragdag o nagpapababa sa kanilang aktibidad, samakatuwid, ang rate ng mga proseso ng metabolic kung saan sila ay lumahok ay nagbabago.

Ang pag-activate ng molekula ng pagbibigay ng senyas ng R receptor ay nagpapasigla sa paggana ng Gj-protein, na nagpapatuloy ayon sa parehong mga patakaran tulad ng para sa G..-protein. Ngunit kapag ang α i -GTP subunit ay nakikipag-ugnayan sa adenylate cyclase, bumababa ang aktibidad ng enzyme.

Hindi aktibo ang adenylate cyclase at protein kinase A

Ang α,-subunit sa complex sa GTP, kapag nakikipag-ugnayan sa adenylate cyclase, ay nagsisimulang magpakita ng aktibidad ng enzymatic (GTP-phosphatase), ito ay nag-hydrolyze ng GTP. Ang resultang molekula ng GDP ay nananatili sa aktibong sentro ng α, subunit, binabago ang conform nito, at binabawasan ang pagkakaugnay nito para sa AC. Ang complex ng AC at α,-GDP dissociates, α,-GDP ay kasama sa G..-protein. Ang paghihiwalay ng α,-GDP mula sa adenylate cyclase ay hindi aktibo ang enzyme at huminto sa cAMP synthesis.

Phosphodiesterase- Ang "naka-angkla" na enzyme ng cytoplasmic membrane ay nag-hydrolyze sa mga dating nabuong molekula ng cAMP sa AMP. Ang pagbaba sa konsentrasyon ng cAMP sa cell ay nagiging sanhi ng cleavage ng cAMP 4 K" 2 complex at pinapataas ang affinity ng R- at C-subunits, at nabuo ang isang hindi aktibong anyo ng PKA.

Mga phosphorylated enzymes at protina phosphoprotein phosphatase pumasa sa dephosphorylated form, ang kanilang conformation, aktibidad at rate ng mga proseso kung saan ang mga enzymes na ito ay lumahok ay nagbabago. Bilang resulta, ang sistema ay babalik sa orihinal nitong estado at handa nang i-activate muli kapag ang hormone ay nakikipag-ugnayan sa receptor. Kaya, ang pagsusulatan ng nilalaman ng hormone sa dugo at ang intensity ng tugon ng mga target na selula ay natiyak.

3. Pakikilahok ng adenylate cyclase system sa regulasyon ng pagpapahayag ng gene. Maraming mga hormone ng protina: glucagon, vasopressin, parathyroid hormone, atbp., na nagpapadala ng kanilang signal sa pamamagitan ng adenylate cyclase system, hindi lamang maaaring magdulot ng pagbabago sa rate ng mga reaksyon sa pamamagitan ng phosphorylation ng mga enzyme na naroroon na sa cell, ngunit din tumaas o bumaba. kanilang numero sa pamamagitan ng pag-regulate ng expression ng gene (Larawan 4.12). Ang aktibong protina kinase A ay maaaring pumasa sa nucleus at mag-phosphorylate ng isang transcription factor (CREB). Pag-akyat ng phosphoric

kanin. 4.12. Adenylate cyclase pathway na humahantong sa pagpapahayag ng mga partikular na gene

Ang nalalabi ay nagpapataas ng affinity ng transcription factor (CREB-(P) para sa partikular na sequence ng DNA-CRE regulatory zone (cAMP-response element) at pinasisigla ang pagpapahayag ng ilang partikular na gen ng protina.

Ang mga synthesized na protina ay maaaring mga enzyme, isang pagtaas sa dami nito na nagpapataas ng rate ng mga reaksyon ng mga metabolic na proseso, o mga carrier ng lamad na nagsisiguro sa pagpasok o paglabas mula sa cell ng ilang partikular na ion, tubig, o iba pang mga sangkap.

kanin. 4.13. Inositol phosphate system

Ang gawain ng system ay ibinibigay ng mga protina: calmodulin, enzyme protein kinase C, Ca 2 + -calmodulin-dependent protein kinases, regulated Ca 2 + channels ng endoplasmic reticulum membrane, Ca 2 + -ATPase ng cell at mitochondrial membranes.

Pagkakasunud-sunod ng mga kaganapan ng pangunahing transduction ng signal ng messenger ng inositol phosphate system

Ang pagbubuklod ng activator ng inositol phosphate system sa receptor (R) ay humahantong sa isang pagbabago sa conformation nito. Ang affinity ng receptor para sa Gf ls protein ay tumataas. Binabawasan ng attachment ng pangunahing messenger-receptor complex sa Gf ​​ls-GDP ang affinity ng af ls-subunit para sa GDP at pinapataas ang affinity para sa GTP. Sa aktibong site, ang af ls subunit ng GDP ay pinalitan ng GTP. Nagdudulot ito ng pagbabago sa conformation ng af ls subunit at pagbaba sa affinity para sa βγ subunits, at nangyayari ang dissociation ng Gf ls protein. Ang hiwalay na subunit af ls-GTP ay gumagalaw sa gilid sa lamad patungo sa enzyme phospholipase C.

Ang pakikipag-ugnayan ng aphls-GTP sa nagbubuklod na site ng phospholipase C ay nagbabago sa conformation at aktibidad ng enzyme, pinatataas ang rate ng hydrolysis ng cell membrane phospholipid - phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate (FIF 2) (Fig. 4.14).

kanin. 4.14. Hydrolysis ng phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate (FIF 2)

Sa panahon ng reaksyon, dalawang produkto ang nabuo - pangalawang messenger ng hormonal signal (pangalawang messenger): diacylglycerol, na nananatili sa lamad at kasangkot sa pag-activate ng protina kinase C enzyme, at inositol-1,4,5-triphosphate (IF 3), na, bilang isang hydrophilic compound, ay napupunta sa cytosol. Kaya, ang signal na natanggap ng cell receptor ay bifurcated. Ang IP 3 ay nagbubuklod sa mga tukoy na sentro ng Ca 2+ channel ng endoplasmic reticulum (E) membrane, na humahantong sa isang pagbabago sa conformation ng protina at ang pagbubukas ng Ca 2+ channel. Dahil ang konsentrasyon ng calcium sa ER ay humigit-kumulang 3-4 na mga order ng magnitude na mas mataas kaysa sa cytosol, pagkatapos ng pagbubukas ng channel ng Ca 2+, pumapasok ito sa cytosol kasama ang gradient ng konsentrasyon. Sa kawalan ng IF 3 sa cytosol, ang channel ay sarado.

Ang cytosol ng lahat ng mga cell ay naglalaman ng isang maliit na protina na tinatawag na calmodulin, na mayroong apat na Ca 2+ binding site. Sa pagtaas ng konsentrasyon

calcium, aktibong nakakabit ito sa calmodulin, na bumubuo ng isang kumplikadong 4Са 2+ -calmodulin. Nakikipag-ugnayan ang complex na ito sa Ca 2+ -calmodulin-dependent protein kinases at iba pang enzymes at pinapataas ang kanilang aktibidad. Ang activated Ca 2+-calmodulin-dependent protein kinase ay nagfo-phosphorylate sa ilang mga protina at enzyme, bilang isang resulta kung saan nagbabago ang kanilang aktibidad at ang rate ng metabolic process kung saan sila lumahok.

Ang pagtaas ng konsentrasyon ng Ca 2+ sa cytosol ng cell ay nagpapataas ng rate ng pakikipag-ugnayan ng Ca 2 + sa isang hindi aktibong cytosolic enzyme protina kinase C (PKC). Ang pagbubuklod ng PKC sa mga calcium ions ay nagpapasigla sa paggalaw ng protina sa lamad ng plasma at nagbibigay-daan sa enzyme na makipag-ugnayan sa mga negatibong sisingilin na "mga ulo" ng mga molekula ng lamad na phosphatidylserine (PS). Ang Diacylglycerol, na sumasakop sa mga partikular na site sa protina kinase C, ay higit na pinapataas ang pagkakaugnay nito para sa mga calcium ions. Sa panloob na bahagi ng lamad, isang aktibong anyo ng PKC (PKC? Ca2+? PS? DAG) ay nabuo, na nagpo-phosphorylate ng mga tiyak na enzyme.

Ang activation ng IF system ay panandalian, at pagkatapos tumugon ang cell sa stimulus, phospholipase C, protein kinase C, at Ca2+-calmodulin-dependent enzymes ay inactivated. af ls - Ang mga subunit sa complex na may GTP at phospholipase C ay nagpapakita ng aktibidad na enzymatic (GTP-phosphatase), ito ay nag-hydrolyze ng GTP. Ang GDP-bound af ls subunit ay nawawala ang affinity nito para sa phospholipase C at bumabalik sa orihinal nitong hindi aktibong estado, i.e. ay kasama sa αβγ-GDP complex Gf ls-protein).

Ang paghihiwalay ng af ls-GDF mula sa phospholipase C ay hindi aktibo ang enzyme at ang hydrolysis ng FIF 2 ay humihinto. Ang pagtaas sa konsentrasyon ng Ca 2+ sa cytosol ay nagpapa-aktibo sa Ca 2+ -ATPase ng endoplasmic reticulum, ang cytoplasmic membrane, na "pump out" ng Ca 2 + mula sa cytosol ng cell. Ang Na+/Ca 2+- at H+/Ca 2+-carrier ay nakikibahagi rin sa prosesong ito, na gumagana ayon sa aktibong prinsipyo ng antiport. Ang pagbaba sa konsentrasyon ng Ca 2+ ay humahantong sa dissociation at inactivation ng Ca 2+ -calmodulin-dependent enzymes, pati na rin ang pagkawala ng protein kinase C affinity para sa mga lipid ng lamad at pagbaba sa aktibidad nito.

Ang IP 3 at DAG na nabuo bilang isang resulta ng pag-activate ng system ay maaaring muling makipag-ugnayan sa isa't isa at maging phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate.

Ang mga phosphorylated enzymes at protina sa ilalim ng pagkilos ng phosphoprotein phosphatase ay nagiging isang dephosphorylated form, ang kanilang conformation at pagbabago ng aktibidad.

5. Catalytic receptors. Ang mga catalytic receptor ay mga enzyme. Ang mga activator ng mga enzyme na ito ay maaaring mga hormone, growth factor, cytokines. Sa aktibong anyo, ang mga receptor-enzymes ay nagpo-phosphorylate ng mga partikular na protina sa -OH na mga grupo ng tyrosine, samakatuwid sila ay tinatawag na tyrosine protein kinases (Fig. 4.15). Sa pamamagitan ng mga espesyal na mekanismo, ang signal na natanggap ng catalytic receptor ay maaaring maipadala sa nucleus, kung saan pinasisigla o pinipigilan nito ang pagpapahayag ng ilang mga gene.

kanin. 4.15. Pag-activate ng insulin receptor.

Ang Phosphoprotein phosphatase ay nagde-dephosphorylate ng mga tiyak na phosphoproteins.

Kino-convert ng Phosphodiesterase ang cAMP sa AMP at cGMP sa GMP.

GLUT 4 - mga transporter ng glucose sa mga tisyu na umaasa sa insulin.

Ang tyrosine protein phosphatase ay nagde-dephosphorylate sa β-subunit ng receptor

insulin

Ang isang halimbawa ng isang catalytic receptor ay receptor ng insulin, na binubuo ng dalawang a- at dalawang β-subunit. Ang mga a-subunit ay matatagpuan sa panlabas na ibabaw ng lamad ng cell, ang mga β-subunit ay tumagos sa bilayer ng lamad. Ang site na nagbubuklod ng insulin ay nabuo ng mga N-terminal na domain ng α-subunits. Ang catalytic center ng receptor ay matatagpuan sa mga intracellular domain ng β-subunits. Ang cytosolic na bahagi ng receptor ay may ilang tyrosine residues na maaaring phosphorylated at dephosphorylated.

Ang pag-attach ng insulin sa binding site na nabuo ng a-subunits ay nagdudulot ng mga pagbabago sa conformational ng kooperatiba sa receptor. Ang mga β-subunit ay nagpapakita ng aktibidad ng tyrosine kinase at nag-catalyze ng transautophosphorylation (ang unang β-subunit ay nag-phosphorylate sa pangalawang β-subunit at vice versa) sa ilang mga tira ng tyrosine. Ang Phosphorylation ay humahantong sa isang pagbabago sa singil, conformation, at pagtitiyak ng substrate ng enzyme (Tyr-PA). Ang Tyrosine-PK ay nag-phosphorylate ng ilang cellular protein, na tinatawag na insulin receptor substrates. Kaugnay nito, ang mga protina na ito ay kasangkot sa pag-activate ng isang kaskad ng mga reaksyon ng phosphorylation:

phosphoprotein phosphatase(FPF), na nagde-dephosphorylate ng mga tiyak na phosphoproteins;

phosphodiesterase, na nagko-convert ng cAMP sa AMP at cGMP sa GMP;

GLUT 4- mga tagadala ng glucose sa mga tisyu na umaasa sa insulin, samakatuwid, ang pagtaas ng glucose sa mga selula ng kalamnan at adipose tissue;

tyrosine protein phosphatase na nagde-dephosphorylate sa β-subunit ng insulin receptor;

nuclear regulatory proteins, transcription factor, dagdagan o bawasan ang expression ng gene ng ilang mga enzyme.

Pagpapatupad ng Epekto mga kadahilanan ng paglago ay maaaring isagawa gamit ang mga catalytic receptor, na binubuo ng isang solong polypeptide chain, ngunit bumubuo ng mga dimer kapag nagbubuklod ng pangunahing messenger. Ang lahat ng mga receptor ng ganitong uri ay may extracellular glycosylated domain, isang transmembrane (a-helix), at isang cytoplasmic domain na may kakayahang magpakita ng aktibidad ng protina kinase sa pag-activate.

Ang dimerization ay nagtataguyod ng pag-activate ng kanilang catalytic intracellular domain, na nagsasagawa ng transautophosphorylation sa mga residue ng amino acid ng serine, threonine, o tyrosine. Ang attachment ng phosphorus residues ay humahantong sa pagbuo ng mga binding site para sa mga tiyak na cytosolic proteins sa receptor at pag-activate ng protein kinase signal transduction cascade (Fig. 4.16).

Ang pagkakasunud-sunod ng mga kaganapan ng paghahatid ng signal ng mga pangunahing messenger (mga kadahilanan ng paglago) na may pakikilahok ng Ras- at Raf-protein.

Ang pagbubuklod ng receptor (R) sa growth factor (GF) ay humahantong sa dimerization at transautophosphorylation nito. Ang phosphorylated receptor ay nakakakuha ng affinity para sa Grb2 protein. Ang nabuong FR*R*Grb2 complex ay nakikipag-ugnayan sa cytosolic SOS protein. Pagbabago ng conform ng SOS

tinitiyak ang pakikipag-ugnayan nito sa naka-angkla na protina ng lamad ng Ras-GDF. Ang pagbuo ng FR?R?Grb2?SOS?Ras-GDP complex ay binabawasan ang affinity ng Ras protein para sa GDP at pinapataas ang affinity para sa GTP.

Ang pagpapalit ng GDP ng GTP ay nagbabago sa conformation ng Ras protein, na inilabas mula sa complex at nakikipag-ugnayan sa Raf protein sa rehiyon ng lamad. Ang Ras-GTP-Raf complex ay nagpapakita ng aktibidad ng protina kinase at phosphorylates ang MEK kinase enzyme. Ang naka-activate na MEK kinase naman ay nag-phosphorylates ng MAP kinase sa threonine at tyrosine.

Fig.4.16. MAP kinase cascade.

Ang mga receptor ng ganitong uri ay may epidermal growth factor (EGF), nerve growth factor (NGF) at iba pang growth factor.

Grb2 - isang protina na nakikipag-ugnayan sa growth factor receptor (growth receptor binding protein); SOS (GEF) - GDP-GTP exchange factor (guanine nucleotide exchange factor); Ras - G-protein (guanidine triphosphatase); Raf-kinase - sa aktibong anyo nito - phosphorylating MEK-kinase; MEK kinase - MAP kinase kinase; MAP kinase - mitogen-activated protein kinase (mitogen-activated protein kinase)

Ang attachment ng -PO 3 2 - group sa amino acid radicals ng MAP kinase ay nagbabago sa singil, conform, at aktibidad nito. Ang enzyme ay nagpo-phosphorylate ng mga tiyak na protina ng mga lamad, cytosol at nucleus para sa serine at threonine.

Ang mga pagbabago sa aktibidad ng mga protina na ito ay nakakaapekto sa rate ng mga metabolic na proseso, ang paggana ng mga translocase ng lamad, at ang mitotic na aktibidad ng mga target na selula.

Mga receptor na may aktibidad ng guanylate cyclase ay tinutukoy din bilang catalytic receptors. Guanylate cyclase catalyzes ang pagbuo ng cGMP mula sa GTP, na kung saan ay isa sa mga mahalagang messenger (mediators) ng intracellular signal transmission (Larawan 4.17).

kanin. 4.17. Regulasyon ng aktibidad ng lamad na guanylate cyclase.

Ang membrane-bound guanylate cyclase (GC) ay isang transmembrane glycoprotein. Ang nagbubuklod na sentro ng molekula ng signal ay matatagpuan sa extracellular domain, ang intracellular domain ng guanylate cyclase ay nagpapakita ng catalytic na aktibidad bilang isang resulta ng pag-activate.

Ang attachment ng pangunahing messenger sa receptor ay nagpapagana ng guanylate cyclase, na nagpapagana sa conversion ng GTP sa cyclic guanosine-3,5'-monophosphate (cGMP), ang pangalawang messenger. Ang konsentrasyon ng cGMP ay tumataas sa cell. Ang mga molekula ng cGMP ay maaaring baligtarin na nakakabit sa mga sentro ng regulasyon ng protina kinase G (PKG5), na binubuo ng dalawang subunit. Apat na molecule ng cGMP ang nagbabago sa conformation at aktibidad ng enzyme. Ang aktibong protina kinase G ay nag-catalyze sa phosphorylation ng ilang mga protina at enzyme sa cell cytosol. Ang isa sa mga pangunahing mensahero ng protina kinase G ay ang atrial natriuretic factor (ANF), na kumokontrol sa fluid homeostasis sa katawan.

6. Pagpapadala ng signal gamit ang mga intracellular receptor. Ang mga kemikal na hydrophobic hormones (steroid hormones at thyroxine) ay maaaring kumalat sa pamamagitan ng mga lamad, kaya ang kanilang mga receptor ay matatagpuan sa cytosol o cell nucleus.

Ang mga cytosolic receptor ay nauugnay sa isang chaperone protein na pumipigil sa napaaga na pag-activate ng receptor. Ang mga nuclear at cytosolic receptor para sa steroid at thyroid hormone ay naglalaman ng DNA-binding domain na nagsisiguro sa pakikipag-ugnayan ng hormone-receptor complex sa mga regulatory region ng DNA sa nucleus at mga pagbabago sa rate ng transcription.

Pagkakasunud-sunod ng mga kaganapan na humahantong sa isang pagbabago sa rate ng transkripsyon

Ang hormone ay dumadaan sa lipid bilayer ng lamad ng cell. Sa cytosol o nucleus, ang hormone ay nakikipag-ugnayan sa receptor. Ang hormone-receptor complex ay pumapasok sa nucleus at nakakabit sa regulatory nucleotide sequence ng DNA - pampaganda(Larawan 4.18) o silencer. Ang pagkakaroon ng promoter para sa RNA polymerase ay tumataas kapag nakikipag-ugnayan sa isang enhancer o bumababa kapag nakikipag-ugnayan sa isang silencer. Alinsunod dito, ang rate ng transkripsyon ng ilang mga istrukturang gene ay tumataas o bumababa. Ang mga mature na mRNA ay inilabas mula sa nucleus. Tumataas o bumababa ang rate ng pagsasalin ng ilang partikular na protina. Ang dami ng mga protina na nakakaapekto sa metabolismo at functional na estado ng mga pagbabago sa cell.

Sa bawat cell, may mga receptor na kasama sa iba't ibang signal transducer system na nagko-convert sa lahat ng panlabas na signal sa mga intracellular. Ang bilang ng mga receptor para sa isang partikular na first messenger ay maaaring mag-iba mula 500 hanggang mahigit 100,000 bawat cell. Ang mga ito ay matatagpuan sa lamad nang malayuan mula sa bawat isa o puro sa ilang mga lugar nito.

kanin. 4.18. Pagpapadala ng signal sa mga intracellular receptor

b) mula sa talahanayan, piliin ang mga lipid na kasangkot sa:

1. Pag-activate ng protina kinase C

2. Mga reaksyon ng pagbuo ng DAG sa ilalim ng pagkilos ng phospholipase C

3. Pagbubuo ng myelin sheaths ng nerve fibers

c) isulat ang reaksyon ng hydrolysis ng lipid na iyong pinili sa talata 2;

d) ipahiwatig kung alin sa mga produktong hydrolysis ang kasangkot sa regulasyon ng Ca 2 + channel ng endoplasmic reticulum.

2. Piliin ang tamang sagot.

Ang conformational lability ng carrier protein ay maaaring maimpluwensyahan ng:

B. Pagbabago sa potensyal na elektrikal sa buong lamad

B. Pagkakabit ng mga tiyak na molekula D. Fatty acid na komposisyon ng bilayer lipids E. Dami ng dinadalang substance

3. Itakda ang tugma:

A. ER calcium channel B. Ca 2 +-ATPase

D. Ka +-dependent carrier Ca 2 + D. N +, K + -ATPase

1. Nagdadala ng Na+ kasama ang gradient ng konsentrasyon

2. Gumagana sa pamamagitan ng mekanismo ng facilitated diffusion

3. Nagdadala ng Na+ laban sa gradient ng konsentrasyon

4. Ilipat ang mesa. 4.2. kuwaderno at punan ito.

Talahanayan 4.2. Adenylate cyclase at inositol phosphate system

Istraktura at yugto ng operasyon	Adenylate cyclase system	Inositol phosphate system
Halimbawa ng pangunahing messenger ng system
Ang integral na cell membrane na protina ay nakikipag-ugnayan sa pangunahing messenger
Pagsenyas ng Enzyme Activating Protein
Enzyme system na bumubuo ng pangalawang(e) (mga) messenger
Pangalawang messenger (mga) ng system
Cytosolic (e) enzyme (s) ng system na nakikipag-ugnayan (e) sa pangalawang messenger
Ang mekanismo ng regulasyon (sa sistemang ito) ng aktibidad ng mga enzyme ng metabolic pathway
Mga mekanismo para sa pagbabawas ng konsentrasyon ng mga pangalawang mensahero sa target na cell
Ang dahilan para sa pagbaba sa aktibidad ng enzyme ng lamad ng sistema ng pagbibigay ng senyas

MGA GAWAIN PARA SA PAGKONTROL SA SARILI

1. Itakda ang tugma:

A. Passive symport B. Passive antiport

B. Endocytosis D. Exocytosis

D. Pangunahing aktibong transportasyon

1. Ang pagdadala ng isang substance sa cell ay nangyayari kasama ng isang bahagi ng plasma membrane

2. Sabay-sabay, dalawang magkaibang substance ang pumapasok sa cell kasama ang gradient ng konsentrasyon

3. Ang transportasyon ng mga sangkap ay sumasalungat sa gradient ng konsentrasyon

2. Piliin ang tamang sagot.

ag-GTP-associated G-protein subunit ay nag-activate:

A. Receptor

B. Protein kinase A

B. Phosphodiesterase D. Adenylate cyclase E. Protein kinase C

3. Magtakda ng tugma.

Function:

A. Kinokontrol ang aktibidad ng catalytic receptor B. Ina-activate ang phospholipase C

B. Isinasalin sa aktibong anyo protina kinase A

D. Pinapataas ang konsentrasyon ng Ca 2+ sa cytosol ng cell E. Ina-activate ang protein kinase C

Pangalawang mensahero:

4. Magtakda ng tugma.

Gumagana:

A. May kakayahang lateral diffusion sa bilayer ng lamad

B. Sa kumbinasyon ng pangunahing mensahero, ito ay sumali sa enhancer

B. Nagpapakita ng aktibidad ng enzymatic kapag nakikipag-ugnayan sa pangunahing mensahero

G. Maaaring makipag-ugnayan sa G-protein

D. Nakikipag-ugnayan sa phospholipase C sa panahon ng paghahatid ng signal Receptor:

1. Insulin

2. Adrenaline

3. Steroid hormone

5. Kumpletuhin ang "chain" na gawain:

a) Ang mga peptide hormone ay nakikipag-ugnayan sa mga receptor:

A. Sa cytosol ng cell

B. Mga integral na protina ng mga lamad ng target na cell

B. Sa cell nucleus

G. Covalently linked sa FIF 2

b) ang pakikipag-ugnayan ng naturang receptor sa isang hormone ay nagdudulot ng pagtaas sa konsentrasyon sa cell:

A. Hormone

B. Intermediate metabolites

B. Pangalawang mensahero D. Nuclear proteins

sa) ang mga molekulang ito ay maaaring:

A. TAG B. GTP

B. FIF 2 D. kampo

G) i-activate nila:

A. Adenylate cyclase

B. Ca 2+ -dependent calmodulin

B. Protein kinase A D. Phospholipase C

e) binabago ng enzyme na ito ang rate ng metabolic process sa cell sa pamamagitan ng:

A. Pagtaas ng konsentrasyon ng Ca 2 + sa cytosol B. Phosphorylation ng regulatory enzymes

B. Protenphosphatase activation

D. Mga pagbabago sa pagpapahayag ng mga regulatory protein genes

6. Kumpletuhin ang "chain" na gawain:

a) Ang pagkabit ng isang growth factor (GF) sa receptor (R) ay humahantong sa:

A. Mga pagbabago sa lokalisasyon ng FR-R complex

B. Dimerization at transautophosphorylation ng receptor

B. Pagbabago sa conformation ng receptor at attachment sa Gs protein D. Movement ng FR-R complex

b) Ang mga pagbabago sa istraktura ng receptor ay nagdaragdag ng pagkakaugnay nito para sa ibabaw na protina ng lamad:

B. Raf G. Grb2

sa) ang pakikipag-ugnayan na ito ay nagdaragdag ng posibilidad ng pagkakabit sa cytosolic protein complex:

A. Kalmodulina B. Ras

B. PCS D. SOS

G) na nagpapataas ng complementarity ng complex sa "naka-angkla" na protina:

e) ang pagbabago sa conformation ng "naka-angkla" na protina ay binabawasan ang pagkakaugnay nito para sa:

A. kampo B. GTP

B. GDF G. ATP

e) ang sangkap na ito ay pinalitan ng:

A. GDF B. AMP

B. cGMP D. GTP

at) ang attachment ng isang nucleotide ay nagtataguyod ng pakikipag-ugnayan ng "naka-angkla" na protina sa:

A. PKA B. Calmodulin

h) Ang protina na ito ay bahagi ng isang complex na nagpo-phosphorylate:

A. MEK kinase B. Protein kinase C

B. Protein kinase A D. MAP kinase

at) Ang enzyme na ito naman ay nagpapagana:

A. MEK kinase B. Protein kinase G

B. Raf protein D. MAP kinase

j) pinapataas ng phosphorylation ng protina ang pagkakaugnay nito para sa:

A. SOS at Raf proteins B. Nuclear regulatory proteins B. Calmodulin D. Nuclear receptors

k) ang pag-activate ng mga protina na ito ay humahantong sa:

A. Dephosphorylation ng GTP sa aktibong sentro ng Ras protein B. Nabawasan ang affinity ng receptor para sa growth factor

B. Pagtaas sa rate ng matrix biosynthesis D. Dissociation ng SOS-Grb2 complex

m) bilang resulta nito:

A. Ang protina ng SOS ay inilabas mula sa receptor

B. Nagaganap ang dissociation ng mga receptor protomer (R).

B. Ang protina ng Ras ay naghihiwalay sa protina ng Raf

D. Ang proliferative activity ng target cell ay tumataas.

MGA PAMANTAYAN NG MGA SAGOT SA "GAWAIN PARA SA SELF-CONTROL"

1. 1-B, 2-A, 3-D

3. 1-B, 2-D, 3-D

4. 1-C, 2-D, 3-B

5. a) B, b) C, c) D, d) C, e) B

6. a) B, b) D, c) D, d) A, e) B, f) D, g) D, h) A, i) D, j) C, l) C, m) D

MGA BATAYANG TERMINO AT KONSEPTO

1. Istraktura at pag-andar ng mga lamad

2. Transport ng mga substance sa mga lamad

3. Mga tampok na istruktura ng mga protina ng lamad

4. Transmembrane signal transduction system (adenylate cyclase, inositol phosphate, guanylate cyclase, catalytic at intracellular receptors)

5. Pangunahing mensahero

6. Mga pangalawang mensahero (mga tagapamagitan)

MGA GAWAIN PARA SA AUDITIONAL NA TRABAHO

1. Tingnan ang fig. 4.19 at kumpletuhin ang mga sumusunod na gawain:

a) pangalanan ang paraan ng transportasyon;

b) itakda ang pagkakasunud-sunod ng mga kaganapan:

A. Cl - umalis sa cell kasama ang gradient ng konsentrasyon

B. Protein kinase A phosphorylates ang R-subunit ng channel

B. Pagbabago ng R-subunit conformation

D. Nagaganap ang mga pagbabago sa konpormasyon ng kooperatiba sa protina ng lamad

D. Ang adenylate cyclase system ay isinaaktibo

kanin. 4.19. Paggana ng C1 - channel ng bituka endothelium.

Ang R ay isang regulatory protein na na-convert sa isang phosphorylated form sa pamamagitan ng pagkilos ng protein kinase A (PKA)

c) ihambing ang paggana ng Ca 2+ channel ng endoplasmic reticulum membrane at ang Cl - channel ng bituka endothelial cell, pagpuno sa talahanayan. 4.3.

Talahanayan 4.3. Mga paraan upang ayusin ang paggana ng mga channel

Lutasin ang mga problema

1. Ang pag-urong ng kalamnan ng puso ay nagpapagana ng Ca 2 +, ang nilalaman nito sa cytosol ng cell ay tumataas dahil sa paggana ng mga carrier na umaasa sa cAMP ng cytoplasmic membrane. Sa turn, ang konsentrasyon ng cAMP sa mga cell ay kinokontrol ng dalawang molekula ng signal - adrenaline at acetylcholine. Bukod dito, alam na ang adrenaline, na nakikipag-ugnayan sa mga β 2 -adrenergic receptor, ay nagpapataas ng konsentrasyon ng cAMP sa mga myocardial cells at pinasisigla. output ng puso, at acetylcholine, na nakikipag-ugnayan sa M 2 -cholinergic receptors, binabawasan ang antas ng cAMP at myocardial contractility. Ipaliwanag kung bakit ang dalawang pangunahing messenger, gamit ang parehong signal transduction system, ay nagdudulot ng magkaibang cellular response. Para dito:

a) ipakita ang signal transduction scheme para sa adrenaline at acetylcholine;

b) ipahiwatig ang pagkakaiba sa mga signaling cascades ng mga messenger na ito.

2. Ang acetylcholine, na nakikipag-ugnayan sa M 3 -cholinergic receptors ng salivary glands, ay nagpapasigla sa pagpapalabas ng Ca 2+ mula sa ER. Ang pagtaas sa konsentrasyon ng Ca 2+ sa cytosol ay nagsisiguro ng exocytosis ng secretory granules at pagpapalabas ng mga electrolyte at isang maliit na halaga ng mga protina sa salivary duct. Ipaliwanag kung paano kinokontrol ang mga channel ng Ca 2+ ng ER. Para dito:

a) pangalanan ang pangalawang messenger na nagbibigay ng pagbubukas ng mga channel ng ER Ca 2+;

b) isulat ang reaksyon para sa pagbuo ng pangalawang mensahero;

c) ipakita ang scheme ng transmembrane signal transduction ng acetylcholine, sa panahon ng pag-activate kung saan ang regulatory ligand Ca 2+ -can-

3. Natukoy ng mga mananaliksik ng insulin receptor ang isang makabuluhang pagbabago sa gene para sa isang protina, isa sa mga substrate ng insulin receptor. Paano makakaapekto ang pagkagambala sa istruktura ng protina na ito sa paggana ng sistema ng pagbibigay ng senyas ng insulin? Upang sagutin ang isang tanong:

a) magbigay ng isang diagram ng transmembrane signaling ng insulin;

b) pangalanan ang mga protina at enzyme na nagpapagana ng insulin sa mga target na selula, ipahiwatig ang kanilang pag-andar.

4. Ang Ras protein ay isang "naka-angkla" na protina sa cytoplasmic membrane. Ang pag-andar ng "anchor" ay ginagampanan ng 15-carbon residue ng farnesyl H 3 C-(CH 3) C \u003d CH-CH 2 - [CH 2 - (CH 3) C \u003d CH-CH 2 ] 2 -, na nakakabit sa protina ng farnesyltransferase enzyme sa panahon ng post-translational modification. Sa kasalukuyan, ang mga inhibitor ng enzyme na ito ay sumasailalim sa mga klinikal na pagsubok.

Bakit ang paggamit ng mga gamot na ito ay nakakapinsala sa growth factor signal transduction? Para sa isang sagot:

a) ipakita ang scheme ng signal transduction na kinasasangkutan ng mga protina ng Ras;

b) ipaliwanag ang pag-andar ng mga protina ng Ras at ang mga kahihinatnan ng kanilang pagkabigo sa acylation;

c) hulaan kung anong mga sakit ang ginawa ng mga gamot na ito upang gamutin.

5. Ang steroid hormone calcitriol ay nagpapagana ng pagsipsip ng dietary calcium sa pamamagitan ng pagtaas ng dami ng Ca 2+ carrier proteins sa mga bituka na selula. Ipaliwanag ang mekanismo ng pagkilos ng calcitriol. Para dito:

a) magbigay ng pangkalahatang pamamaraan ng signal transduction ng steroid hormones at ilarawan ang paggana nito;

b) pangalanan ang proseso na nagpapagana ng hormone sa nucleus ng target na cell;

c) ipahiwatig sa kung anong matrix biosynthesis ang mga molecule na na-synthesize sa nucleus ay lalahok at kung saan ito nagaganap.