Prezentacja biochemia

Przemiana nukleotydomonofosforanów do ich cyklicznych form

Przykłady nukleotydomonofosforanów:

* GMP (Guanozyno-5′-monofosforan)

* AMP (Adenozyno-5′-monofosforan)

Budowa nukleotydomonofosforanów:

* nukleozyd składający się z odpowiedniej zasady azotowej ( adenina, gunanina, cytozyna, tymina, uracyl) i przyłączonej do niej wiązaniem glikozydowym pentozy

*nukleozydy łączą się z kwasem fosforanowym wiązaniem estrowym tworząc monofosforany

Cyklaza guanylowa/adeninowa - enzym związany z błoną komórkową, regulowany przez złożone interakcje obejmujących receptory hormonalne

Fosfodiesteraza powoduje hyrolizę formy cyklicznej.

Fosfodiestereza cAMP podlega regulacji zarówno przez hormony jak i przez jony wapnia

Receptory jonotropowe - W części zewnątrzkomórkowej receptora znajduje się miejsce wiążące cząsteczkę sygnałową (ligand), w efekcie związania dochodzi do zmiany konformacji białek tworzących kanał jonowy. Przez otwarty kanał przenikają jony zgodnie z gradientem stężeń lub dzieje się to w momencie powstania potencjału czynnościowego

Receptory metabotropowe -    reagują na sygnały docierające do komórki za pośrednictwem neuroprzekaźników aktywując białko G związane z receptorem po drugiej stronie błony komórkowej.

Receptory katalityczne:  receptor zawierający po stronie cytoplazmatycznej centrum katalityczne (zwykle kinazy białkowej), aktywowane przez cząsteczkę sygnałową, inicjujące reakcje prowadzące do zmiany ekspresji materiału genetycznego komórki lub jej funkcjonowania.

Biegnacy wzdluż włókna neuronu impuls elektryczny, bedący w istocie przesuwającą sie fala

depolaryzacyjna, indukuje zmianę konformacyjna białek bramkujących kanał jonowy dla

Ca2+ znajdujący sie w pobliżu synapsy. Wapń napływa do zakończenia nerwowego, co z

kolei wywołuje rozpad pęcherzyków synaptycznych i uwolnienie neurotransmitera,

acetylocholiny (ACH) do szczeliny postsynaptycznej. ACH wiaże sie ze specyficznymi

receptorami w błonie postsynaptycznej lub płytce motorycznej, powodując dalsze przekazanie

sygnału lub pobudzenie efektora (np. skurcz mieśnia).

Przykład receptorów jonotropowych bramkowanych potencjałem

Receptory o siedmiu helisach transbłonowych, zwane serpentynowymi lub receptorami

7TM, odpowiadają za przekazywanie informacji zapoczątkowanej przez tak zróżnicowane

sygnały, jak fotony, cząsteczki zapachowe lub smakowe, hormony i neuroprzekaźniki.

Receptorem należącym do tej grupy jest rodopsyna oraz receptor adrenergiczny. Receptor

7TM działa w ten sposób, że po przyłączeniu liganda wskutek efektu allosterycznego zmienia

sie jego konformacja przestrzenna (szczególnie pętle cytoplazmatyczne i koniec

karboksylowy). Zmiana ta indukuje aktywacje trimerycznych białek wiażacych nukleotydy

guanylowe, zwanych białkami G.

Region przy końcu aminowym receptora zawiera oligosacharydy przyłączone wiązaniem N i usytuowany jest po zewnątrzkomórkowej stronie błony. Region przy końcu karboksylowym, zawierający odwracalnie fosforylowane reszty serynowe i treoninowe umieszczony jest po stronie cytozolowej. Retinal i adrenalina wiązane są w obrębie kieszonki utworzonej przez transbłonowe helisy.

Białko G składa się z podjednostek alfa, beta i gamma. Białko G ulega odwracalnym przejściom między formą GDP a GTP ( jak w transducynie). Aktywne białko G wiaże GTP(aktuwuje cyklaze adenylową), podczas gdy jego forma nieaktywna – GDP.

Fosfolipaza C (PLC) katalizuje hydrolizę fosfatydyloinozytolo- 4, 5- bisfosforanu (PIP2 ) z wytworzeniem 1,2-diacyloglicerolu (DAG) i inozytolo-1, 4, 5-trifosforanu (IP3 ).

Jednym z takich białek jest cyklaza adenylanowa, zakotwiczona w błonie komórkowej, której

aktywacja prowadzi do zwiększenia poziomu przekaźnika drugiego rzędu – cyklicznego AMP

(rycina 2). cAMP z kolei wykazuje zdolność do aktywacji kinaz białkowych zależnych od

cAMP, zwanymi kinazami białkowymi A (PKAs, Protein Kinases A), które przeprowadzając

fosforylację białek docelowych doprowadza do zmiany ich stanu. Mogą to być kanały

jonowe, które wskutek fosforylacji ulegną zamknięciu (np. kanały potasowe), mogą to być

enzymy, które ulegną w ten sposób aktywacji (np. enzymy rozkładające glikogen) lub

czynnik transkrypcyjny CREB (białko odpowiedzi na cAMP, cAMP-response element

binding protein), który zostaje w ten sposób aktywowany, w wyniku czego przyłącza sie do

odpowiedniej sekwencji (elementu odpowiedzi), doprowadzając do uruchomienia transkrypcji

genów docelowych.

Neurotropowy czynnik pochodzenia mózgowego (ang. Brain Derived Neurotrophic Factor, BDNF) – białko wydzielane przez neurony, należące do rodziny czynników wzrostu nerwów. W mózgu BDNF warunkuje funkcjonowanie neuronów siatkówki, cholinergicznych i dopaminergicznych. W obwodowym układzie nerwowym wywiera wpływ na motoneurony i neurony czuciowe.

A1 i A2 : hyroliza wiązań estrowych w pozycji 1 i 2

D : odhydrolizowanie zasady od fosfolipidu

C: atakuje wiązanie estrowe w pozycji 3

Bifosforan fosfatydyloinozytolu jest fosfolipidem błonowym, który może

być żródłem aż dwóch cząsteczek sygnałowych drugiego rzędu – trifosforanu inozytolu (IP3) (część z pierścieniem)oraz diacyloglicerolu.

Wiązanie niektórych ligandów do receptorów 7TM (np. wazopresyny) może poprzez

aktywne białka G doprowadzić do aktywacji fosfolipazy C (PLC), która hydrolizuje obecny w

błonie komórkowej PIP2, w wyniku czego dochodzi do uwolnienia do cytosolu IP3, natomiast

w błonie komórkowej pozostaje DAG. IP3, oddziałując z kanałami jonowymi bramkowanymi

tym ligandem, powoduje uwolnienie z siateczki śródplazmatycznej jonów wapnia, z kolei

pozostający w błonie cytoplazmatycznej DAG wykazuje zdolność wiaząnia miejsc

regulatorowych kinaz białkowych C (PKC). PKC to kinazy serynowo-treoninowe,

ulegające transaktywacji z cytozolu do błony komórkowej, gdzie miejsce ma aktywujące

enzym oddziaływanie z fosfolipidami błonowymi, które wymaga obecności jonów wapnia.

To oddziaływanie odciąga obecna w PKC domena pseudosubstratowa, która blokuje centrum

katalityczne enzymu. Doprowadza to do odsłonięcia centrum aktywnego, do którego może

teraz przyłączyc sie substrat ulegający fosforylacji.

Kinazy aktywowane mitogenami (kinazy MAP, MAPK, ang. mitogen-activated protein kinases, EC 2.7.11.24) – grupa kinaz białkowych serynowo-treoninowych, odgrywających rolę w regulacji odpowiedzi na sygnały zewnętrzne dochodzące do komórki (mitogeny). Mają one zatem wpływ na ekspresję genów, podziały, różnicowanie, ruch i apoptozękomórek.

AP-1 (ang. activator protein 1) - kompleks białkowy, zbudowany z dimerów białek z rodzin Fos, Jun, ATF i Maf, który działa jako czynnik transkrypcyjny


Wyszukiwarka