Вторичный посредник
Вторичные посредники, или «вторичные мессенджеры» — это внутриклеточные сигнальные молекулы, высвобождаемые в ответ на стимуляцию рецепторов и вызывающие активацию первичных эффекторных белков. Они же, в свою очередь, приводят к активации вторичных эффекторных белков. Это запускает каскад физиологических изменений, которые могут быть важны для обеспечения таких важных физиологических процессов, как рост, развитие и дифференцировка клеток, активация деления клетки, транскрипция или, наоборот, угнетение транскрипции генов, биосинтез белков, секреция гормонов, нейромедиаторов или цитокинов соответственно типу клетки, изменение биоэлектрической активности клетки, миграция клеток, обеспечение их выживаемости или, наоборот, индукция апоптоза. Вторичные посредники являются инициирующими элементами во множестве внутриклеточных сигнальных каскадов. Вследствие всего этого вторичные посредники играют очень важную роль в жизни клетки, а грубое нарушение работы любой из систем вторичных посредников оказывает неблагоприятное воздействие на клетку (например, может привести к её опухолевой трансформации или, наоборот, к апоптозу).
Вторичные посредники, как правило, являются малыми небелковыми молекулами. Важнейшие примеры молекул вторичных посредников (но не ограничивающиеся ими) включают в себя циклический АМФ, циклический ГМФ, инозитолтрифосфат, диацилглицерин, кальций, оксид азота (II). Клетка выделяет (или, наоборот, уменьшает выделение) тех или иных вторичных посредников в ответ на воздействие внеклеточных сигнальных молекул — так называемых «первичных сигнальных молекул» или «первичных мессенджеров». Первичными сигналами могут являться, например, гормоны (пептидные, моноаминовые и другие), нейромедиаторы, цитокины и др. Поскольку первичные мессенджеры обычно являются высоко гидрофильными молекулами (как, например, адреналин или серотонин), или достаточно крупными полипептидными молекулами (как окситоцин и инсулин), они не могут преодолеть фосфолипидный бислой мембраны клетки, для того, чтобы непосредственно инициировать каскад внутриклеточных физиологических изменений. Это функциональное ограничение и вынудило клетки эволюционным путём приобрести механизмы трансмембранной передачи внеклеточных сигналов внутрь клетки, основывающиеся на существовании цепочки «рецептор для внеклеточного сигнала -> первичный эффектор -> вторичный посредник (вторичный мессенджер) -> вторичный эффектор -> дальнейшие сигнальные каскады». Важной возможностью, встроенной в эту систему передачи сигнала, является то, что на каждом этапе передачи сигнала внутрь клетки первичный сигнал подвергается многократному усилению, амплификации (одна молекула первичного сигнала и, соответственно, активация одного первичного эффектора приводит к высвобождению множества молекул вторичного посредника, такого, как цАМФ, а множество молекул мультиспецифичных и мультицикличных вторичных эффекторов, таких, как протеинкиназа A, активированных при участии этого вторичного посредника, приводят к фосфорилированию и, соответственно, угнетению или активации ещё большего множества разнообразных белков). Другой пример — сигнал Ras. GTP связывается с MAP-киназой, что приводит к аллостерической активации целого ряда факторов пролиферации и индукции митоза, таких, как Myc и CREB.
Эрл Сазерленд впервые открыл систему вторичных посредников, за что получил в 1971 году Нобелевскую премию по физиологии и медицине. Эрл Сазерленд заметил, что адреналин стимулирует печень к образованию глюкозы из гликогена (процесс, называемый гликогенолизом), однако это происходит не непосредственно при воздействии адреналина на клетку, а при посредничестве цАМФ (то есть, одного лишь действия адреналина на клетку недостаточно для того, чтобы запустить процесс глюконеогенеза — для этого сначала должен произойти ряд внутриклеточных событий, а для того, чтобы они могли произойти, в клетке должен выполняться ряд предварительных условий для инициирования каскада передачи сигнала, в частности, иметься доступная, не заблокированная, аденилатциклаза). Сазерленд показал, что адреналин вызывает сначала увеличение концентрации внутриклеточного цАМФ, а уже затем (в результате запуска каскада внутриклеточных событий) образование глюкозы из гликогена. Он также смог показать, что если заблокировать аденилатциклазу и тем самым предотвратить вызываемое адреналином увеличение концентрации внутриклеточного цАМФ, то адреналин не оказывает действия (не вызывает образования глюкозы из гликогена). Механизм был позже исследован в деталях Мартином Родбеллом и Альфредом Гилманом, которые за это также получили Нобелевскую премию по медицине и физиологии в 1994 году.
Вторичные посредники могут быть синтезированы и активированы при помощи различных ферментов, например, циклаз (аденилатциклаза, ), которые синтезируют циклические нуклеотиды цАМФ и цГМФ, или синтазы оксида азота, которая синтезирует оксид азота (II), или фосфолипазы C, которая синтезирует диацилглицерин и инозитолтрифосфат, или же при помощи открытия или закрытия ионных каналов клетки, которые позволяют вход в клетку или выход из клетки тех ионов, как это происходит при передаче сигнала при помощи ионов кальция. Эти малые молекулы вторичных посредников связываются со вторичными эффекторными белками, в частности, активируют протеинкиназы, открывают и закрывают ионные каналы и т. д., что в свою очередь запускает дальнейший внутриклеточный сигнальный каскад вплоть до эффекторов N-го порядка.
Типы молекул вторичных посредников
Существуют три основных типа молекул вторичных посредников:
- Гидрофобные молекулы: нерастворимые в воде молекулы, такие, как диацилглицерин и фосфатидилинозитол, которые связываются с мембранами клетки и диффундируют с цитоплазматической мембраны клетки по межмембранным пространствам на внутренние клеточные мембраны, включая мембрану ядра и ядрышка, где они могут «добраться» и воздействовать на мембранно-связанные вторичные эффекторные белки;
- Гидрофильные молекулы: водорастворимые молекулы, такие, как цАМФ, цГМФ, инозитолтрифосфат, кальций, которые распределяются в водной среде цитоплазмы клетки;
- Газы: оксид азота (II), оксид углерода (II), сероводород, которые могут как диффундировать в цитоплазме клетки, так и преодолевать клеточные мембраны.
Общие свойства молекул вторичных посредников
Внутриклеточные вторичные посредники имеют некоторые общие для них всех свойства:
- Они могут быть очень быстро синтезированы и выделены и так же быстро удалены или обезврежены при помощи специфических каталитических ферментов или ионных каналов;
- Некоторые из них, такие, как ионы кальция, могут храниться про запас в специализированных органеллах (гранулах или вакуолях) и быстро высвобождаться — и так же быстро связываться и транспортироваться — при необходимости.
- Их продукция и выделение, как и их удаление, уничтожение или обезвреживание, находится под жёстким контролем внутриклеточных систем обратной связи, не допускающих чрезмерного усиления или чрезмерной продолжительности поступающего извне сигнала и предотвращающих, в нормальных условиях, самоповреждение клетки в процессе обработки сигнала.
- Их продукция и выделение, как и их удаление, уничтожение или обезвреживание, может быть ограничено во времени и пространстве, что позволяет клетке локализовать в пространстве (в той или иной части клетки) и ограничить во времени процессы передачи сигнала.
Общие механизмы систем вторичных посредников
В каждой клетке существует несколько систем вторичных посредников, в частности система циклического АМФ, фосфатидилинозитоловая система (диацилглицерин и инозитолтрифосфат), система арахидоновой кислоты, система оксида азота, система кальция, система циклического ГМФ и другие, однако все они очень похожи по общему устройству механизма, несмотря на то, что вовлечённые в реализацию их эффектов и общие эффекты их активации могут очень различаться.
В большинстве случаев всё начинается с того, что тот или иной внеклеточный лиганд-агонист связывается со специфическим сайтом (доменом связывания лиганда) на трансмембранном рецепторном белке. Связывание лиганда с этим сайтом рецептора приводит к изменению его пространственной конфигурации. Это изменение пространственной конфигурации рецептора может привести к изменению его активности и к запуску того или иного первичного эффектора. Результатом действия первичного эффектора является синтез и выделение (или, наоборот, угнетение синтеза) тех или иных вторичных посредников, то есть генерация вторичного сигнала (вторичного месседжа, будь то положительный месседж — синтез вторичного посредника, или отрицательный месседж — угнетение синтеза вторичного посредника).
Например, в случае с G-белок-связанными рецепторами, изменение конформации белка-рецептора, происходящее при связывании с ним лиганда, приводит к тому, что специфический внутриклеточный домен рецептора приобретает способность связываться с G-белком. G-белок называется так по ГДФ и ГТФ, которые этот белок способен связывать. G-белок гидрофобен, поэтому он связан с внутренней мембраной клетки, что облегчает связывание G-белка с трансмембранными рецепторами. G-белок является передатчиком и трансформатором сигнала от рецептора внутрь клетки; он состоит из трёх субъединиц: α, β и γ.
Когда G-белок связывается с активированным рецептором, он приобретает способность к обмену ГДФ (гуанозиндифосфата), связанного с его α-субъединицей, на ГТФ (гуанозинтрифосфат). После того, как этот обмен произойдёт, α-субъединица G-белка приобретает способность диссоциироваться от β- и γ-субъединиц. Все три субъединицы при этом остаются мембранно-связанными. После того как α-субъединица диссоциирует от β- и γ-субъединиц и приобретает способность диффундировать вдоль внутреннего слоя клеточной мембраны, α-субъединица, в конце концов, сталкивается в процессе этого движения с другим мембранным белком — так называемым «первичным эффектором», которым в случае G-белка обычно является аденилатциклаза.
В результате этого взаимодействия α-субъединицы G-белка с первичным эффектором (например, с аденилатциклазой), ферментативная активность первичного эффекторного белка изменяется тем или иным образом — в зависимости от типа α-субъединицы (ингибиторной или стимулирующей). В результате первичный эффекторный белок производит вторичный сигнал, которым является, соответственно, уменьшение или увеличение продукции того или иного вещества из субстрата его ферментативной активности. Для аденилатциклазы субстратом является АТФ, а конечным продуктом реакции — . Для первичного эффектора - фосфолипазы C — субстратом является фосфатидилинозитол, а продуктами реакции — диацилглицерин и инозитолтрифосфат. Для субстратом является L-аргинин, а продуктом реакции — оксид азота (II). Эти продукты реакций и являются вторичными посредниками (вторичными мессенджерами), в то время как лиганд-агонист рецептора называется первичным сигналом или первичным мессенджером. Далее вторичный посредник (или вторичные посредники, если их несколько) могут диффундировать в цитоплазму клетки или в межмембранные пространства (в зависимости от гидрофильности или липофильности), тем самым эффективно передавая многократно усиленный сигнал внутрь клетки. В клетке эти вторичные посредники, в свою очередь, активируют различные так называемые «вторичные эффекторы» (например, в случае цАМФ это прежде всего , в случае инозитолтрифосфата — прежде всего протеинкиназа C; мишеней для воздействия может быть несколько или даже много). А вторичные эффекторы запускают дальнейший каскад нисходящих эффекторных реакций. Конечные эффекты зависят как от типа рецептора и G-белка (стимулирующий или ингибирующий), так и от конкретной системы вторичных посредников и вторичных эффекторов.
В то же время β- и γ-субъединицы G-белка способны активировать или угнетать (в зависимости от типа G-белка) добавочные сигнальные пути, например, GIRK (входящие однонаправленные каналы ионов калия) или фосфолипазу C или синтазу оксида азота. Таким образом, один и тот же рецептор способен активировать сразу несколько систем вторичных посредников и производить «кросс-общение» с сигнальными путями, считающимися более характерными для других типов рецепторов.
Ионы кальция являются одним из важных типов вторичных посредников, которые ответственны за осуществление множества важных физиологических функций, таких, как сокращение мышц, оплодотворение, выделение нейромедиаторов. Ионы кальция в норме связаны со специальными белками и/или хранятся в специальных внутриклеточных компартментах (в частности, в гладком эндоплазматическом ретикулуме), откуда могут быть быстро высвобождены в процессе передачи сигнала. Фермент фосфолипаза C (первичный эффектор) продуцирует вторичные посредники диацилглицерин и инозитолтрифосфат, что приводит к повышению проницаемости каналов ионов кальция. Активный G-белок открывает кальциевые каналы клетки, что приводит к входящему току ионов кальция. Другой вторичный посредник, также являющийся продуктом фосфолипазы C, диацилглицерин, активирует протеинкиназу C, которая способствует активации аденилатциклазы и накоплению цАМФ (ещё одного вторичного посредника).
Примеры
| Система цАМФ | Система фосфатидилинозитола | Система арахидоновой кислоты | Система цГМФ | Тирозинкиназная система | |
| Лиганд (первичный мессенджер), агонист рецептора: Нейромедиаторы (Рецепторы) | Адреналин (α2, β1, β2) Ацетилхолин (M2) | Адреналин (α1) Ацетилхолин (M1, M3) | Гистамин (Гистаминовые рецепторы) | Синтаза оксида азота | - |
| Лиганд (первичный мессенджер), агонист рецептора: Гормоны | Адренокортикотропный гормон, Предсердный натриуретический пептид, Кортикотропин-рилизинг-фактор, Кальцитонин, Фолликулостимулирующий гормон, Глюкагон, Хорионический гонадотропин, Лютеинизирующий гормон, Меланоцитстимулирующий гормон, Паратгормон, ТТГ | Ангиотензин, Гонадотропин-рилизинг-фактор, Соматотропин-рилизинг-фактор, Окситоцин, Тиротропин-рилизинг-фактор | - | Предсердный натриуретический пептид, Оксид азота (II) | Инсулин, Инсулиноподобный фактор роста-1 |
| Передатчик сигнала | G-белок-связанный рецептор/Gs (β1, β2), Gi (α2, M2) | G-белок-связанный рецептор/Gq | Неизвестный G-белок | - | Рецепторная тирозинкиназа |
| Первичный эффектор | Гормончувствительная Аденилатциклаза | Фосфолипаза C | Фосфолипаза A | Гуанилатциклаза | RasGEF (Grb2-Sos) |
| Вторичный посредник (вторичный мессенджер) | циклический аденозинмонофосфат (цАМФ) | Инозитолтрифосфат (IP3); Диацилглицерин (DAG, ДАГ); Кальций | Арахидоновая кислота | циклический гуанозинмонофосфат (цГМФ) | Ras (малая ГТФаза) |
| Вторичный эффектор | цАМФ-зависимая протеинкиназа A (PKA) | Протеинкиназа C (PKC); Кальмодулин (CaM) | 5-липоксигеназа, 12-липоксигеназа, циклооксигеназа | Протеинкиназа G | Киназа киназы киназы MAP (MAP3K) (c-Raf) |
Примечания
- Kimball, J. Second messengers. Архивировано из оригинала 7 февраля 2006 года.
- MeSH Second+Messenger+Systems
- Reece, Jane; Campbell, Neil. Biology (неопр.). — San Francisco: [англ.], 2002. — ISBN 0-8053-6624-5.
- The Discovery of G Proteins. Дата обращения: 22 февраля 2015. Архивировано 23 января 2018 года.
- Signal Transduction in Cells Архивная копия от 23 января 2018 на Wayback Machine, Nobelprize.org
Ссылки
- Kimball, J. Second messengers. Дата обращения: 10 февраля 2006. Архивировано из оригинала 7 февраля 2006 года.
- Animation: Second Messenger: cAMP
Википедия, чтение, книга, библиотека, поиск, нажмите, истории, книги, статьи, wikipedia, учить, информация, история, скачать, скачать бесплатно, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, картинка, музыка, песня, фильм, игра, игры, мобильный, телефон, Android, iOS, apple, мобильный телефон, Samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Сеть, компьютер, Информация о Вторичный посредник, Что такое Вторичный посредник? Что означает Вторичный посредник?
Vtorichnye posredniki ili vtorichnye messendzhery eto vnutrikletochnye signalnye molekuly vysvobozhdaemye v otvet na stimulyaciyu receptorov i vyzyvayushie aktivaciyu pervichnyh effektornyh belkov Oni zhe v svoyu ochered privodyat k aktivacii vtorichnyh effektornyh belkov Eto zapuskaet kaskad fiziologicheskih izmenenij kotorye mogut byt vazhny dlya obespecheniya takih vazhnyh fiziologicheskih processov kak rost razvitie i differencirovka kletok aktivaciya deleniya kletki transkripciya ili naoborot ugnetenie transkripcii genov biosintez belkov sekreciya gormonov nejromediatorov ili citokinov sootvetstvenno tipu kletki izmenenie bioelektricheskoj aktivnosti kletki migraciya kletok obespechenie ih vyzhivaemosti ili naoborot indukciya apoptoza Vtorichnye posredniki yavlyayutsya iniciiruyushimi elementami vo mnozhestve vnutrikletochnyh signalnyh kaskadov Vsledstvie vsego etogo vtorichnye posredniki igrayut ochen vazhnuyu rol v zhizni kletki a gruboe narushenie raboty lyuboj iz sistem vtorichnyh posrednikov okazyvaet neblagopriyatnoe vozdejstvie na kletku naprimer mozhet privesti k eyo opuholevoj transformacii ili naoborot k apoptozu Vtorichnye posredniki kak pravilo yavlyayutsya malymi nebelkovymi molekulami Vazhnejshie primery molekul vtorichnyh posrednikov no ne ogranichivayushiesya imi vklyuchayut v sebya ciklicheskij AMF ciklicheskij GMF inozitoltrifosfat diacilglicerin kalcij oksid azota II Kletka vydelyaet ili naoborot umenshaet vydelenie teh ili inyh vtorichnyh posrednikov v otvet na vozdejstvie vnekletochnyh signalnyh molekul tak nazyvaemyh pervichnyh signalnyh molekul ili pervichnyh messendzherov Pervichnymi signalami mogut yavlyatsya naprimer gormony peptidnye monoaminovye i drugie nejromediatory citokiny i dr Poskolku pervichnye messendzhery obychno yavlyayutsya vysoko gidrofilnymi molekulami kak naprimer adrenalin ili serotonin ili dostatochno krupnymi polipeptidnymi molekulami kak oksitocin i insulin oni ne mogut preodolet fosfolipidnyj bisloj membrany kletki dlya togo chtoby neposredstvenno iniciirovat kaskad vnutrikletochnyh fiziologicheskih izmenenij Eto funkcionalnoe ogranichenie i vynudilo kletki evolyucionnym putyom priobresti mehanizmy transmembrannoj peredachi vnekletochnyh signalov vnutr kletki osnovyvayushiesya na sushestvovanii cepochki receptor dlya vnekletochnogo signala gt pervichnyj effektor gt vtorichnyj posrednik vtorichnyj messendzher gt vtorichnyj effektor gt dalnejshie signalnye kaskady Vazhnoj vozmozhnostyu vstroennoj v etu sistemu peredachi signala yavlyaetsya to chto na kazhdom etape peredachi signala vnutr kletki pervichnyj signal podvergaetsya mnogokratnomu usileniyu amplifikacii odna molekula pervichnogo signala i sootvetstvenno aktivaciya odnogo pervichnogo effektora privodit k vysvobozhdeniyu mnozhestva molekul vtorichnogo posrednika takogo kak cAMF a mnozhestvo molekul multispecifichnyh i multiciklichnyh vtorichnyh effektorov takih kak proteinkinaza A aktivirovannyh pri uchastii etogo vtorichnogo posrednika privodyat k fosforilirovaniyu i sootvetstvenno ugneteniyu ili aktivacii eshyo bolshego mnozhestva raznoobraznyh belkov Drugoj primer signal Ras GTP svyazyvaetsya s MAP kinazoj chto privodit k allostericheskoj aktivacii celogo ryada faktorov proliferacii i indukcii mitoza takih kak Myc i CREB Erl Sazerlend vpervye otkryl sistemu vtorichnyh posrednikov za chto poluchil v 1971 godu Nobelevskuyu premiyu po fiziologii i medicine Erl Sazerlend zametil chto adrenalin stimuliruet pechen k obrazovaniyu glyukozy iz glikogena process nazyvaemyj glikogenolizom odnako eto proishodit ne neposredstvenno pri vozdejstvii adrenalina na kletku a pri posrednichestve cAMF to est odnogo lish dejstviya adrenalina na kletku nedostatochno dlya togo chtoby zapustit process glyukoneogeneza dlya etogo snachala dolzhen proizojti ryad vnutrikletochnyh sobytij a dlya togo chtoby oni mogli proizojti v kletke dolzhen vypolnyatsya ryad predvaritelnyh uslovij dlya iniciirovaniya kaskada peredachi signala v chastnosti imetsya dostupnaya ne zablokirovannaya adenilatciklaza Sazerlend pokazal chto adrenalin vyzyvaet snachala uvelichenie koncentracii vnutrikletochnogo cAMF a uzhe zatem v rezultate zapuska kaskada vnutrikletochnyh sobytij obrazovanie glyukozy iz glikogena On takzhe smog pokazat chto esli zablokirovat adenilatciklazu i tem samym predotvratit vyzyvaemoe adrenalinom uvelichenie koncentracii vnutrikletochnogo cAMF to adrenalin ne okazyvaet dejstviya ne vyzyvaet obrazovaniya glyukozy iz glikogena Mehanizm byl pozzhe issledovan v detalyah Martinom Rodbellom i Alfredom Gilmanom kotorye za eto takzhe poluchili Nobelevskuyu premiyu po medicine i fiziologii v 1994 godu Vtorichnye posredniki mogut byt sintezirovany i aktivirovany pri pomoshi razlichnyh fermentov naprimer ciklaz adenilatciklaza kotorye sinteziruyut ciklicheskie nukleotidy cAMF i cGMF ili sintazy oksida azota kotoraya sinteziruet oksid azota II ili fosfolipazy C kotoraya sinteziruet diacilglicerin i inozitoltrifosfat ili zhe pri pomoshi otkrytiya ili zakrytiya ionnyh kanalov kletki kotorye pozvolyayut vhod v kletku ili vyhod iz kletki teh ionov kak eto proishodit pri peredache signala pri pomoshi ionov kalciya Eti malye molekuly vtorichnyh posrednikov svyazyvayutsya so vtorichnymi effektornymi belkami v chastnosti aktiviruyut proteinkinazy otkryvayut i zakryvayut ionnye kanaly i t d chto v svoyu ochered zapuskaet dalnejshij vnutrikletochnyj signalnyj kaskad vplot do effektorov N go poryadka Tipy molekul vtorichnyh posrednikovPut peredachi vnutrikletochnogo signala Sushestvuyut tri osnovnyh tipa molekul vtorichnyh posrednikov Gidrofobnye molekuly nerastvorimye v vode molekuly takie kak diacilglicerin i fosfatidilinozitol kotorye svyazyvayutsya s membranami kletki i diffundiruyut s citoplazmaticheskoj membrany kletki po mezhmembrannym prostranstvam na vnutrennie kletochnye membrany vklyuchaya membranu yadra i yadryshka gde oni mogut dobratsya i vozdejstvovat na membranno svyazannye vtorichnye effektornye belki Gidrofilnye molekuly vodorastvorimye molekuly takie kak cAMF cGMF inozitoltrifosfat kalcij kotorye raspredelyayutsya v vodnoj srede citoplazmy kletki Gazy oksid azota II oksid ugleroda II serovodorod kotorye mogut kak diffundirovat v citoplazme kletki tak i preodolevat kletochnye membrany Obshie svojstva molekul vtorichnyh posrednikovVnutrikletochnye vtorichnye posredniki imeyut nekotorye obshie dlya nih vseh svojstva Oni mogut byt ochen bystro sintezirovany i vydeleny i tak zhe bystro udaleny ili obezvrezheny pri pomoshi specificheskih kataliticheskih fermentov ili ionnyh kanalov Nekotorye iz nih takie kak iony kalciya mogut hranitsya pro zapas v specializirovannyh organellah granulah ili vakuolyah i bystro vysvobozhdatsya i tak zhe bystro svyazyvatsya i transportirovatsya pri neobhodimosti Ih produkciya i vydelenie kak i ih udalenie unichtozhenie ili obezvrezhivanie nahoditsya pod zhyostkim kontrolem vnutrikletochnyh sistem obratnoj svyazi ne dopuskayushih chrezmernogo usileniya ili chrezmernoj prodolzhitelnosti postupayushego izvne signala i predotvrashayushih v normalnyh usloviyah samopovrezhdenie kletki v processe obrabotki signala Ih produkciya i vydelenie kak i ih udalenie unichtozhenie ili obezvrezhivanie mozhet byt ogranicheno vo vremeni i prostranstve chto pozvolyaet kletke lokalizovat v prostranstve v toj ili inoj chasti kletki i ogranichit vo vremeni processy peredachi signala Obshie mehanizmy sistem vtorichnyh posrednikovShema raboty mehanizma sistemy vtorichnyh posrednikov V kazhdoj kletke sushestvuet neskolko sistem vtorichnyh posrednikov v chastnosti sistema ciklicheskogo AMF fosfatidilinozitolovaya sistema diacilglicerin i inozitoltrifosfat sistema arahidonovoj kisloty sistema oksida azota sistema kalciya sistema ciklicheskogo GMF i drugie odnako vse oni ochen pohozhi po obshemu ustrojstvu mehanizma nesmotrya na to chto vovlechyonnye v realizaciyu ih effektov i obshie effekty ih aktivacii mogut ochen razlichatsya V bolshinstve sluchaev vsyo nachinaetsya s togo chto tot ili inoj vnekletochnyj ligand agonist svyazyvaetsya so specificheskim sajtom domenom svyazyvaniya liganda na transmembrannom receptornom belke Svyazyvanie liganda s etim sajtom receptora privodit k izmeneniyu ego prostranstvennoj konfiguracii Eto izmenenie prostranstvennoj konfiguracii receptora mozhet privesti k izmeneniyu ego aktivnosti i k zapusku togo ili inogo pervichnogo effektora Rezultatom dejstviya pervichnogo effektora yavlyaetsya sintez i vydelenie ili naoborot ugnetenie sinteza teh ili inyh vtorichnyh posrednikov to est generaciya vtorichnogo signala vtorichnogo messedzha bud to polozhitelnyj messedzh sintez vtorichnogo posrednika ili otricatelnyj messedzh ugnetenie sinteza vtorichnogo posrednika Naprimer v sluchae s G belok svyazannymi receptorami izmenenie konformacii belka receptora proishodyashee pri svyazyvanii s nim liganda privodit k tomu chto specificheskij vnutrikletochnyj domen receptora priobretaet sposobnost svyazyvatsya s G belkom G belok nazyvaetsya tak po GDF i GTF kotorye etot belok sposoben svyazyvat G belok gidrofoben poetomu on svyazan s vnutrennej membranoj kletki chto oblegchaet svyazyvanie G belka s transmembrannymi receptorami G belok yavlyaetsya peredatchikom i transformatorom signala ot receptora vnutr kletki on sostoit iz tryoh subedinic a b i g Kogda G belok svyazyvaetsya s aktivirovannym receptorom on priobretaet sposobnost k obmenu GDF guanozindifosfata svyazannogo s ego a subedinicej na GTF guanozintrifosfat Posle togo kak etot obmen proizojdyot a subedinica G belka priobretaet sposobnost dissociirovatsya ot b i g subedinic Vse tri subedinicy pri etom ostayutsya membranno svyazannymi Posle togo kak a subedinica dissociiruet ot b i g subedinic i priobretaet sposobnost diffundirovat vdol vnutrennego sloya kletochnoj membrany a subedinica v konce koncov stalkivaetsya v processe etogo dvizheniya s drugim membrannym belkom tak nazyvaemym pervichnym effektorom kotorym v sluchae G belka obychno yavlyaetsya adenilatciklaza V rezultate etogo vzaimodejstviya a subedinicy G belka s pervichnym effektorom naprimer s adenilatciklazoj fermentativnaya aktivnost pervichnogo effektornogo belka izmenyaetsya tem ili inym obrazom v zavisimosti ot tipa a subedinicy ingibitornoj ili stimuliruyushej V rezultate pervichnyj effektornyj belok proizvodit vtorichnyj signal kotorym yavlyaetsya sootvetstvenno umenshenie ili uvelichenie produkcii togo ili inogo veshestva iz substrata ego fermentativnoj aktivnosti Dlya adenilatciklazy substratom yavlyaetsya ATF a konechnym produktom reakcii Dlya pervichnogo effektora fosfolipazy C substratom yavlyaetsya fosfatidilinozitol a produktami reakcii diacilglicerin i inozitoltrifosfat Dlya substratom yavlyaetsya L arginin a produktom reakcii oksid azota II Eti produkty reakcij i yavlyayutsya vtorichnymi posrednikami vtorichnymi messendzherami v to vremya kak ligand agonist receptora nazyvaetsya pervichnym signalom ili pervichnym messendzherom Dalee vtorichnyj posrednik ili vtorichnye posredniki esli ih neskolko mogut diffundirovat v citoplazmu kletki ili v mezhmembrannye prostranstva v zavisimosti ot gidrofilnosti ili lipofilnosti tem samym effektivno peredavaya mnogokratno usilennyj signal vnutr kletki V kletke eti vtorichnye posredniki v svoyu ochered aktiviruyut razlichnye tak nazyvaemye vtorichnye effektory naprimer v sluchae cAMF eto prezhde vsego v sluchae inozitoltrifosfata prezhde vsego proteinkinaza C mishenej dlya vozdejstviya mozhet byt neskolko ili dazhe mnogo A vtorichnye effektory zapuskayut dalnejshij kaskad nishodyashih effektornyh reakcij Konechnye effekty zavisyat kak ot tipa receptora i G belka stimuliruyushij ili ingibiruyushij tak i ot konkretnoj sistemy vtorichnyh posrednikov i vtorichnyh effektorov V to zhe vremya b i g subedinicy G belka sposobny aktivirovat ili ugnetat v zavisimosti ot tipa G belka dobavochnye signalnye puti naprimer GIRK vhodyashie odnonapravlennye kanaly ionov kaliya ili fosfolipazu C ili sintazu oksida azota Takim obrazom odin i tot zhe receptor sposoben aktivirovat srazu neskolko sistem vtorichnyh posrednikov i proizvodit kross obshenie s signalnymi putyami schitayushimisya bolee harakternymi dlya drugih tipov receptorov Iony kalciya yavlyayutsya odnim iz vazhnyh tipov vtorichnyh posrednikov kotorye otvetstvenny za osushestvlenie mnozhestva vazhnyh fiziologicheskih funkcij takih kak sokrashenie myshc oplodotvorenie vydelenie nejromediatorov Iony kalciya v norme svyazany so specialnymi belkami i ili hranyatsya v specialnyh vnutrikletochnyh kompartmentah v chastnosti v gladkom endoplazmaticheskom retikulume otkuda mogut byt bystro vysvobozhdeny v processe peredachi signala Ferment fosfolipaza C pervichnyj effektor produciruet vtorichnye posredniki diacilglicerin i inozitoltrifosfat chto privodit k povysheniyu pronicaemosti kanalov ionov kalciya Aktivnyj G belok otkryvaet kalcievye kanaly kletki chto privodit k vhodyashemu toku ionov kalciya Drugoj vtorichnyj posrednik takzhe yavlyayushijsya produktom fosfolipazy C diacilglicerin aktiviruet proteinkinazu C kotoraya sposobstvuet aktivacii adenilatciklazy i nakopleniyu cAMF eshyo odnogo vtorichnogo posrednika PrimerySistema cAMF Sistema fosfatidilinozitola Sistema arahidonovoj kisloty Sistema cGMF Tirozinkinaznaya sistemaLigand pervichnyj messendzher agonist receptora Nejromediatory Receptory Adrenalin a2 b1 b2 Acetilholin M2 Adrenalin a1 Acetilholin M1 M3 Gistamin Gistaminovye receptory Sintaza oksida azota Ligand pervichnyj messendzher agonist receptora Gormony Adrenokortikotropnyj gormon Predserdnyj natriureticheskij peptid Kortikotropin rilizing faktor Kalcitonin Follikulostimuliruyushij gormon Glyukagon Horionicheskij gonadotropin Lyuteiniziruyushij gormon Melanocitstimuliruyushij gormon Paratgormon TTG Angiotenzin Gonadotropin rilizing faktor Somatotropin rilizing faktor Oksitocin Tirotropin rilizing faktor Predserdnyj natriureticheskij peptid Oksid azota II Insulin Insulinopodobnyj faktor rosta 1Peredatchik signala G belok svyazannyj receptor Gs b1 b2 Gi a2 M2 G belok svyazannyj receptor Gq Neizvestnyj G belok Receptornaya tirozinkinazaPervichnyj effektor Gormonchuvstvitelnaya Adenilatciklaza Fosfolipaza C Fosfolipaza A Guanilatciklaza RasGEF Grb2 Sos Vtorichnyj posrednik vtorichnyj messendzher ciklicheskij adenozinmonofosfat cAMF Inozitoltrifosfat IP3 Diacilglicerin DAG DAG Kalcij Arahidonovaya kislota ciklicheskij guanozinmonofosfat cGMF Ras malaya GTFaza Vtorichnyj effektor cAMF zavisimaya proteinkinaza A PKA Proteinkinaza C PKC Kalmodulin CaM 5 lipoksigenaza 12 lipoksigenaza ciklooksigenaza Proteinkinaza G Kinaza kinazy kinazy MAP MAP3K c Raf PrimechaniyaKimball J Second messengers neopr Arhivirovano iz originala 7 fevralya 2006 goda MeSH Second Messenger Systems Reece Jane Campbell Neil Biology neopr San Francisco angl 2002 ISBN 0 8053 6624 5 The Discovery of G Proteins neopr Data obrasheniya 22 fevralya 2015 Arhivirovano 23 yanvarya 2018 goda Signal Transduction in Cells Arhivnaya kopiya ot 23 yanvarya 2018 na Wayback Machine Nobelprize orgSsylkiKimball J Second messengers neopr Data obrasheniya 10 fevralya 2006 Arhivirovano iz originala 7 fevralya 2006 goda Animation Second Messenger cAMP
