Похожие презентации:
Механизм действия гидрофильных и липофильных гормонов. (Лекция 11)
1.
Биохимия и молекулярнаябиология
Лекция 11. Механизм
действия гидрофильных и
липофильных гормонов
1
2. План лекции
Аденилатциклазная мессенджернаясистема
Фосфатидилинозитидная
(инозитолфосфатная) мессенджерная
система
Сигнальные пути с участием
внутриклеточных рецепторов
Гормоны гипоталамуса
Механизм действия гормонов
2
3. Пути передачи сигнала в клетку
Сигнальный путь - это:1) Синтез сигнальной молекулы
2) Выделение и транспорт сигнальной
молекулы к клетке-мишени
3) Взаимодействие сигнальной молекулы со
специфическим рецептором
4) Инициация внутриклеточного пути переноса
сигнала
5) Изменение метаболизма, функции или
развития клетки-мишени
6) Выключение действия сигнала.
Механизм действия гормонов
3
4. Пути передачи сигнала в клетку
Природа первичных сигналова(мессенджеров) разнообразна
Гормоны
Факторы роста
Свет, звук
Механическое воздействие
Вкусовые вещества
Антигены
Гликопротеины поверхности клеток
рН, осмотическое давление
Нейромедиаторы
Феромоны
Механизм действия гормонов
4
5. Пути передачи сигнала в клетку
Механизм действия гормонов5
6. Пути передачи сигнала в клетку
Роль вторичных мессенджероввыполняют молекулы и ионы
• сАМР, цАМФ (циклический аденозин-3',5'монофосфат)
• сGМP, цГМФ (циклический гуанозин-3',5'монофосфат)
• ИФ3 (инозитол-1,4,5-трифосфат)
• ДАГ (диацилглицерол)
• Са2+
Механизм действия гормонов
6
7. Пути передачи сигнала в клетку
Сигналинг с участиеммембранных рецепторов
Механизм действия гормонов
7
8. Аденилатциклазная мессенджерная система
Механизм действия гормонов8
9. Аденилатциклазная мессенджерная система
7-ТМ рецепторРецепторы, связанные с
G-белками, трансмембранные
белки, имеющие 7
трансмембранных
доменов, внеклеточный
N-конец и
внутриклеточный Сконец. Сайт связывания
с лигандом находится
на внеклеточных
петлях, домен
связывания с G-белком
– вблизи С-конца в
цитоплазме.
Механизм действия гормонов
9
10. Аденилатциклазная мессенджерная система
Структура и свойства G-белков1. G-белки - гетеротримеры, в которых αсубъединица непрочно связана с димером βγ.
2. α-субъединица (мол. масса – 50 кДа), у
большинства G-белков одинаковые (или очень
сходные) β-субъединицы (мол. масса З5 кДа) и γсубъединицы (мол. масса 8 кДа).
З. α-субъединица , определяющая специфичность
связывания G-белка с рецептором и эффектором,
уникальна для каждого G-белка.
4. α-субъединица связывает и гидролизует GTP
(GTP-аза).
Механизм действия гормонов
10
11. Аденилатциклазная мессенджерная система
Конформация гетеротримерногомембранносвязанного G-белка
Механизм действия гормонов
11
12. Аденилатциклазная мессенджерная система
Структура и свойства G-белков5. G-белки локализованы на внутренней
поверхности плазматической мембраны.
6. Ассоциации G-белков с мембраной содействует
ацилирование жирнокислотными радикалами.
Выявлено два типа липидных модификаций
субъединиц G-белков: миристоилирование и
изопренилирование белковой цепи.
7. G-белки относят к группе «заякоренных» белков.
В структуре G-белков отсутствуют α-спиральные,
пронизывающие мембрану домены.
Механизм действия гормонов
12
13. Аденилатциклазная мессенджерная система
Главные тримерные G-белкиТип G-белка
Функция
Рецепторы
Gs
Стимулирует АЦ
(↑ cAMP)
адреналин (β1, β2),
глюкагон, гистамин
(Н2), вазопрессин
(V2)
Gi
Ингибирует АЦ
адреналин (α2)
Gq
Cтимулирует
фосфолипазу С
(↓cAMP)
(↑ ИФ3, ДАГ)
Gt
(трансдуцин)
Стимулирует cGMPфосфодиэстеразу
адреналин (α1),
окситоцин,
вазопрессин (V1)
Родопсин
(↓Механизм
сGMP) действия гормонов
13
14. Аденилатциклазная мессенджерная система
Механизм действия гормонов14
15. Аденилатциклазная мессенджерная система
Механизм действия гормонов15
16. Аденилатциклазная мессенджерная система
Доменная структурааденилатциклазы
Механизм действия гормонов
16
17. Аденилатциклазная мессенджерная система
Синтез сАМРМеханизм действия гормонов
17
18. Аденилатциклазная мессенджерная система
Метаболизм циклического АМФМеханизм действия гормонов
18
19. Аденилатциклазная мессенджерная система
Протеинкиназа АПредставляет собой
тетрамер, состоящий
из двух регуляторных
(R) и двух
каталитических (C)
субъединиц,
образующих
четвертичную
структуру типа R2C2.
Регуляторный димер
является мишенью для
сАМР.
Механизм действия гормонов
19
20. Аденилатциклазная мессенджерная система
ПротеинфосфатазаАктивность
протеинфосфатазы
регулируется белкомингибитором.
Белок-ингибитор
существует в неактивной
форме. Активируется в
результате
фосфорилирования ПК А.
Фосфорилированная
форма белка-ингибитора
связывается с
протеинфосфатазой,
переводя ее в неактивное
состояние.
Механизм действия гормонов
20
21. Аденилатциклазная мессенджерная система
Регуляция активностифосфопротеинфосфатазы
IP – ингибиторный
белок
cAPK – сАМР
зависимая
протеинкиназа
РР – фосфопротеинфосфатаза
Механизм действия гормонов
21
22. Аденилатциклазная мессенджерная система
Фосфодиэстераза сАМРФосфодиэстераза
осуществляет
гидролитическое
расщепление сАМР, в
результате снижается
внутриклеточный
уровень вторичного
мессенджера.
Механизм действия гормонов
22
23. Аденилатциклазная мессенджерная система
Механизм действия гормонов, 23
24. Аденилатциклазная мессенджерная система
Усиление сигнала в АЦ системеМеханизм действия гормонов
24
25. Фосфатидилинозитидная мессенджерная система
Механизм действия гормонов25
26. Фосфатидилинозитидная мессенджерная система
Механизм действия гормонов26
27. Фосфатидилинозитидная мессенджерная система
Мембранныефосфолипиды
Механизм действия гормонов
27
28. Фосфатидилинозитидная мессенджерная система
Гидролиз фосфатидилинозитол-4,5бисфосфатаМеханизм действия гормонов
28
29. Фосфатидилинозитидная мессенджерная система
Механизм действия гормонов29
30. Аденилатциклазная и фосфатидилинозитидная мессенджерная системы
Механизмы выключения передачисигналов
• Модификация рецепторов
(фосфорилирование)
• Десенситизация рецепторов
• Инактивация белков, участвующих в передаче
сигнала (фосфатазы)
• Образование белков ингибиторов
• Взаимодействие между различными
сигнальными путями
Механизм действия гормонов
30
31. Десенситизация и ресенситизация β-адренорецептора
Образование цАМФ активирует киназу β-адренорецептора (β-ARK),которая фосфорилирует рецептор, инактивируя его.
Фосфорилированный рецептор не способен связываться с
агонистом и G-белком.
Следующий этапе - интернализация рецептора в цитозоль клетки,
действие фосфатазы, отщепляющей фосфатный остаток.
Дефосфорилированный рецептор может вернуться на свое место в
32. Пути передачи сигнала в клетку
Сигналинг с участиемвнутриклеточных
рецепторов
Механизм действия гормонов
32
33. Механизм действия липофильных гормонов
Механизм действия гормонов33
34. Механизм действия липофильных гормонов
Внутриклеточный рецепторМеханизм действия гормонов
34
35. Механизм действия липофильных гормонов
Механизм действия гормонов35
36. Механизм действия стероидных гормонов
Механизм действия гормонов36
37. Механизм действия тиреоидных гормонов
Механизм действия гормонов37
38. Гормонпродуцирующие структуры
ГОРМОНЫГИПОТАЛАМУСА
Гормоны гипоталамуса
38
39. Гормоны гипоталамуса
Гипоталамус занимаетважнейшее место в
иерархической системе,
объединяя высшие
отделы ЦНС и
эндокринные железы.
В клетках нейронов
гипоталамуса
вырабатываются два вида
гормонов - либерины и
статины.
Гормоны гипоталамуса
39
40. Гормоны гипоталамуса
Гормоны гипоталамуса40
41. Гормоны гипоталамуса
Эти нейрогормоны с кровотоком достигаютаденогипофиза, где стимулируют (либерины) или
ингибируют (статины) биосинтез и секрецию
тропных гормонов. В свою очередь тропные
гормоны стимулируют выделение соответствующих
периферических гормонов в железах-мишенях.
Гормоны гипоталамуса
41
42. Гормоны гипоталамуса
Гормоны гипоталамусаЛиберины - 7
Кортиколиберин
Тиреолиберин
Люлиберин
Фоллилиберин
Соматолиберин
Пролактолиберин
Меланолиберин
Статины - 3
Соматостатин
Меланостатин
Пролактостатин
Гормоны гипоталамуса имеют пептидную
природу.
Гормоны гипоталамуса
42
43. Гормоны гипоталамуса
ЛИБЕРИНЫГипоталамический
гормон
Тиреолиберин
Структура
Функция
Пептид, 3 а.к.
Стимулирует синтез и секрецию
тиреотропина и пролактина
Кортиколиберин
Полипептид, 41
а.к.
Стимулирует синтез и секрецию
проопиомеланокортина и
обраование кортикотропина
Фоллилиберин
Полипептид, 10
а.к.
Стимулирует синтез и секрецию
ЛГ и ФСГ
Соматолиберин
Полипептид, 40
или 44 а.к.
Стимулирует синтез и секрецию
соматотропина
Пролактолиберин
Люлиберин
Меланолиберин
Стимулирует синтез и секрецию
пролактина
Полипептид, 10
а.к.
Стимулирует синтез и секрецию
ЛГ и ФСГ
Гормоны гипоталамуса
43
Стимулирует синтез и секрецию
44. Гормоны гипоталамуса
ЛибериныКортиколиберин – пептид, состоящий из 41
аминокислоты .
Тиреолиберин (Пиро-Глу-Гис-Про-NH2
Тиреолиберин - трипептид, состоящий из
пироглутаминовой кислоты, гистидина и пролинамида
Гормоны гипоталамуса
44
45. Гормоны гипоталамуса
ЛибериныТиреолиберин
1. Синтезируется из препротиреолиберина (242 а.о. у
человека), образуется путем ограниченного
протеолиза.
2. Механизм действия реализуется через АЦ и
инозитолфосфатную сигнальные системы.
3. Мишень: аденогипофиз.
4. Время полураспада в крови составляет 3-4 минуты.
Кортиколиберин
1. Синтезируется в виде прогормона
2. (196 а.о.) , образуется в результате частичного
протеолиза.
2. Механизм действия реализуется через АЦ
сигнальную систему.
3. Мишень: аденогипофиз.
Гормоны
гипоталамуса
4. Время полураспада
в крови
составляет 60 минут.
45
46. Гормоны гипоталамуса
ЛибериныСоматолиберин
1. Синтезируется из препротиреолиберина (242 а.о. у
человека), образуется путем ограниченного
протеолиза.
2. Механизм действия реализуется через АЦ и
инозитолфосфатную сигнальные системы.
3. Мишень: аденогипофиз.
4. Время полураспада в крови составляет 3-4 минуты.
Гормоны гипоталамуса
46
47. Гормоны гипоталамуса
СТАТИНЫГипоталамический
гормон
Структура
Функция
Соматостатин
Полипептид, 14 или 28 Ингибирует секрецию
а.к.
соматотропина
Пролактостатин
Полипептид, 56 а.к.
Ингибирует секрецию
пролактина
Меланостатин
Пептид, состоящий из
трех, пяти а.о.
Ингибирует секрецию
меланотропина
Гормоны гипоталамуса
47
48. Гормоны гипоталамуса
СоматостатинГормоны гипоталамуса
48
49. Гормоны гипоталамуса
СоматостатинСоматостатин состоит из 14 или 28
аминокислотных остатков, имеет
циклическую структуру, образованную S-Sмостиком между двумя остатками цистеина.
Два вида соматостатина образуются из
препросоматостатина в результате
ограниченного протеолиза.
Гормоны гипоталамуса
49