DSC00727

Fosfatazy fosfoproteinowe można podzielić na co najmniej trzy grupy (określone cyframi rzymskimi), różniące się między sobą powinowactwem do substratów oraz czynników wpływających na ich aktywność. Stwierdzono, że w wątrobie jedynym substratem dla fosfatazy II jest ufosforylowana podjednostka kinazy fosforylazy oraz że aktywowanie fosfatazy III jest uzależnione od fosforylacji jej białkowego inhibitora (inhibitor-1) przez PK-A. Może to być jeszcze jednym przykładem powiązania między sobą dwóch przeciwstawnych procesów odpowiedzialnych za powstanie i zakończenie odpowiedzi komórkowej. Na rysunku 28.9 przedstawiono udział kinaz białkowych i fosfataz fosfoproteinowych w glikogenolizie stymulowanej przez adrenalinę w komórce wątrobowej. Można na nim prześledzić, jak poprzez wzrost aktywności cAMP zależnej kinazy dochodzi do łańcuchowej aktywacji enzymów i ostatecznej fosforolizy glikogenu. Należy też zwrócić uwagę na udział fosfataz fosfoproteinowych w „wyłączaniu” odpowiedzi komórki zachodzącym po zakończeniu jej hormonalnej stymulacji.

Cykliczny guanozynomonofosforan (cGMP), cyklaza guanylanowa oraz cGMP-zależne kinazy białkowe

Badając zmiany zachodzące w komórkach podczas ich hormonalnego stymulowania zauważono, że mogą one dotyczyć nie tylko stężenia cAMP, ale również cyklicznego 3'5’-guanozyno-monofosforanu (cGMP). Stężenie tego nukleotydu jest 50-100 razy niższe niż cAMP, co może tłumaczyć późniejsze zwrócenie na niego uwagi. Początkowo, zwłaszcza po wykryciu kinaz zależnych od cGMP przypuszczano, że nukleotyd ten pełni w komórce rolę drugiego informatora, ale wywołuje przeciwstawny do niego efekt biologiczny w komórce. Wykazano jednak, że są różnice w działaniu obu nukleotydów i że w większości komórek nie ma podstaw, aby cGMP można było uznać za drugi informator odpowiedzialny za odpowiedź komórkową. Stwierdzono, że enzymy odpowiedzialne za powstawanie cGMP (w przeciwieństwie do cAMP) są związane w większym stopniu z cytoplazmą i zawartymi w niej organellami niż z błoną komórkową. Ponadto nie udało się wykazać wyraźnego wpływu żadnego z hormonów na cyklazę guanyłanową zawartą w homogenatach komórkowych, mimo że powodowały one wzrost stężenia cGMP w nienaruszonych komórkach. Wykazano też. że aktywacja cyldazy guany łanowej nie zależy od bezpośredniego sygnału z receptora, ale jest wywołana na drodze pośredniej, związanej te wzrostem stężenia jonów Ca²* (rys. 28.10).

Nie został ustalony ostateczny pogląd na rolę cyklicznego GMP w komórce. W przypadku działania hormonu natriuretycznego i fotoreceptorów może on pełnić rolę drugiego informatora. Wykazano, że w tym drugim przypadku system transdukcji złożony jest z rodopsyny, która po odebraniu sygnału świetlnego w postaci fotonu działa na transducynę. W efekcie tego transducyna złożona podobnie jak inne białka G z podjednostek tx, P i ywiąże GTP i dysocjuje na podjednostkę a połączoną z GTP (To-GTP) i kompleks PYfTpj). T o-GTP aktywuje fosfodiesterazę hydrolizującą cGMP i wpływa na zmniejszenie się jego poziomu w komórce. Wpływa to na zamknięcie kanałów jonowych zależnych od cGMP i tym samym prowadzi do hiperpolaryzacji błony komórkowej. W innych przypadkach sugeruje się, że nukleotyd ten pełni rolę trzeciego informatora, który koordynuje procesy związane z odpowiedzią komórkową, zwłaszcza wywołaną przez różne drugie informatory (np. cAMP i Ca²*). Wzrost stężenia jonów Ca²* wywołany stymulacją odpowiedniego receptora powodował podniesienie się poziomu cGMP poprzez aktywację cyldazy guany łanowej. Z kolei nukleotyd ten hamował aktywność fosfolipazy C bezpośrednio zależnej od receptora i odpowiedzialnej za powstawanie diacyloglicerolu (rys. 28.11).

• ■