DSC00730

Cykliczny GMP swój efekt w komórce wywiera przede wszystkim przez aktywowanie zależnych od niego fosfotransferaz budkowych określanych także jako kinazy białkowe G (FK-G). Obecność tych enzymów wykazano w takich frakcjach komórkowych jak: rozpuszczalna. błonowa i jądrowa. FK-G jest di merem zbudowanym z identycznych monomerów o masie 74-82 kO. Każdy z nich ma podjednostkę regulatorową wiążącą się tylko z jedną cząsteczką cGMP oraz podjednostkę katalityczną odpowiedzialną za fosforylację białek. W przeciwieństwie do cAMP zależnych kinaz białkowych, FK-G nie ulega dysocjacji na podjednostki po związaniu się z cGMP (rys. 28.8). Na aktywność omawianych kinaz, obok cyklicznego GMP wpływa stymulujące kalmodulina związana z Ca²*, podczas gdy ATP zmniejsza powinowactwo cGMP do lego enzymu. Do chwili obecnej nie ustalono fizjologicznie specyficznych substratów dla omawianej grupy enzymów. W badaniach in vitro stwierdzono, że mogą one fosforylować te same białka co cAMP-zależne kinazy białkowe oraz ulegać autofosforylacji. Przypuszcza się, że FK-G jest odpowiedzialna za fosforylację białek występujących na terenie jądra komórkowego, w tym histonów.

Cykliczny GMP. podobnie jak cAMP, jest rozkładany do postaci nieaktywnej GMP przez fosfodiesterazy, które zostały już wcześniej omówione (p. s. 460).

Jony Ca²⁺ jako drugi informator

Już stosunkowo dawno stwierdzono, że wiele komórek odpowiada na obecność hormonów nie tylko zmianą stężenia cAMP, ale także jonów wapniowych. W jednych komórkach wzrostowi poziomu tego nukleotydu towarzyszyło równoczesne podwyższenie się stężenia Ca²*, a w innych obniżenie. Początkowo uważano, że jest to wynikiem skomplikowanych reakcji inicjowanych przez cAMP. Jednakże dalsze obserwacje zmusiły do zmiany tego poglądu. Do nich należy zaliczyć pewne hormony, które powodują w komórkach od nich uwarunkowanych znacznie wcześniejszy wzrost stężenia jonów wapniowych niż cyklicznego AMP. Dowodziło to, że w tych przypadkach zmiana poziomu jonów Ca²* jest pierwotną reakcją komórkową i tym samym, że pełnią one rolę drugiego informatora. Hipotezę tę poparło wykrycie białka nazwanego kalmodu-liną, które po przyłączeniu Ca²* było zdolne do aktywowania kluczowych enzymów związanych z odpowiedzią komórkową. Aby bliżej omówić procesy wywołane przez receptory błonowe wykorzystujące jony wapniowe jako drugi informator, konieczne jest uprzednie przedstawienie mechanizmów związanych z regulacją stężenia tych jonów w komórce.

Regulacja stężenia Ca²* w komórce

Jak wiadomo stężenie jonów wapniowych w cytoplazmie jest około 10 000 razy mniejsze niż w środowisku pozakomórkowym. Całkowite stężenie Ca²* w komórkach w przeliczeniu na zawartą w nich wodę zależy od ich rodzaju i wynosi 0,2-10 mmol/I. Tak duża różnica między całkowitą zawartością omawianych jonów jest spowodowana ich wybiórczym gromadzeniem się w mitochondriach i cysternach siateczki śródplazmatycznej gładkiej, pęcherzykach pinocytar-nych oraz wiązaniem przez plazmolemę (rys. 28.13).

Aktualne stężenie jonów wapniowych w cytoplazmie zależy od ich wymiany z otoczeniem poprzez błonę komórkową oraz uwalniania i gromadzenia ich przez struktury wewnątrzkomórkowe. Plazmolema jako taka jest praktycznie nieprzepuszczalna dla omawianych jonów. Wnikanie Ca-* do komórki zachodzi na zasadzie dyfuzji ułatwionej, która może odbywać się dzięki istnieniu