Научные работы по вторичным посредникам

1. Научные работы по вторичным посредникам.

2.

3.

ФЕРМЕНТАТИВНЫЙ СИНТЕЗ И РАСПАД сАМР
NH 2
NH2
N
-O
-O
-O
HC
- O - P - O - P - O - P - O - CH 2
O
O
O
ATP
N
N
C
N
C
CH
N
HC
N
5'
Аденилатциклаза
O
H H
PPi + O - CH 2
C
C
N
N
CH
O
2+
Mg
H
H
HO OH
H
-O - P
H H
3'
H
O OH
cAMP
O
NH 2
N
O-
HC
N
C
N
C
CH
N
HO - P - O - CH 2
O
О
H H
H
H
HO OH
5'-AMP
Фосфодиэстераза
Mg2+, H2O

4.

Лиганд
МЕХАНИЗМ ПРОХОЖДЕНИЯ
СИГНАЛА В КЛЕТКЕ
Внешний сигнал
Мембрана
Мембранные
рецепторы
Вторичные
посредники
сАМР
DG
Earl W.Sutherland
1971, USA
cGMP
Ca2+•CM
Каскад ферментативных реакций
сAMP
Физиологический ответ (субстрат)
Edmond H.Fisher
Edwin G.Krebs
1992, USA
Фосфорилирование белков
Alfred G.Gilman
Martin Rodbell
1994, USA
G-белки
Paul Greengard
2000, USA
Циклазная система

5.

6.

СХЕМАТИЧНАЯ ИЛЛЮСТРАЦИЯ КОНЦЕПЦИИ
ВТОРИЧНОГО МЕССЕНДЖЕРА
Первичный мессенджер
Рецептор
- G-белок
(Gs/Gi,Gq)
R
Эффекторный
белок
Вторичный мессенджер:
cAMP cGMP Ca2+ IP3 DAG NO
Модулируемые целевые белки
Биологический ответ клетки

7.

8. ДЕЙСТВИЕ ЦИКЛА АМР В КАЧЕСТВЕ БИОЛОГИЧЕСКОГО ПОСРЕДНИКА

Glucogen
Liver
Ephinephrine
Fat cells
RTH
vasopressin
Kidney(cortex)
Kidney
LH
Uterus
Ephinephrine
Miocardium
TSH
ACTH
Thyroid Adrenal(cortex)
Acetylcholine
Miocardium
сАМР
сАМР
сАМР
сАМР
сАМР
сАМР
сАМР
сАМР
сGМР
kinase
kinase
kinase
kinase
kinase
kinase
kinase
kinase
kinase
Synthesis
glucocorticoid
Decrease
the rate
and the force
of contraction
Glycogen
breakdown
Lypolis
H2OCa2+ Synthesis
transport reabsorption progesterone
Increase
Release
the rate
thyroxin
and the force
of contraction

9. БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ЦИКЛА сАМР

Типы магазинов
Типы клеток
ПРОДУКТЫ
ПРОМТОВАРЫ
гормон
рецептор
Деньги
сАМР
Покупка
Физиологический ответ

10.

ЧЕТЫРЕ СТАДИИ (1-4) ИЗБИРАТЕЛЬНОСТИ ПРОХОЖДЕНИЯ
СИГНАЛА В КЛЕТКЕ
1
Внешний сигнал
Мембрана
Мембранные
рецепторы
4
Физиологический
ответ
s
3
А-киназа
сАМР
cGMP
4
s
С-киназа
G-киназа
s
Физиологический
ответ
s
Физиологический
ответ
3
3
Физиологический
ответ
4
3
DG
Ca2+•CM
Вторичные посредники
2
Ca2+•CMзависимые
ферменты
4

11.

ФИЗИОЛОГИЯ КЛЕТКИ И ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
Эдвин Г.КРЕБС
США,
1992
За открытие, касающиеся обратимого фосфорилирования белков как биологического регуляторного
механизма
Гормон
Плазматическая мембрана
Эдмон Х.ФИШЕР
США и
Швейцария,
1992
R
A
G
Пирофосфат
ATP
cAMP
AMP
Фосфодиэстераза
Неактивная
протеинкиназа
Активная
протеинкиназа
Регуляторный
белок
Фосфорилированный
регуляторный белок
ATP
Механизм действия гормонов,
опосредованный сАМР:
R – наружный клеточный рецептор,
А - аденилатциклаза,
G – GTP-связывающий белок
ADP
Физиологический
ответ

12.

РОЛЬ ПРОЦЕССОВ ФОСФОРИЛИРОВАНИЯ
В РЕГУЛЯЦИИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
Гормон
Плазматическая мембрана
Протеинкиназы
R
A
G
Белок
Белок
Р
Пирофосфат
ATP
cAMP
Протеинфосфатазы
Фосфодиэстераза
Неактивная
протеинкиназа
Изменения функций
AMP
Активная
протеинкиназа
Регуляторный
белок
Фосфорилированный
регуляторный белок
ATP
Механизм действия гормонов,
опосредованный сАМР:
R – наружный клеточный рецептор,
А - аденилатциклаза,
G – GTP-связывающий белок
ADP
Физиологический
ответ

13. MECHANIZM OF THE ACTION OF cAMP-DEPENDENT PROTEIN KINASE

ATP
Allosteric control
ADP
C
cAMP
C
I
R
P
II
C
R
P
C
III
active
C
IV
ATP
Phosphorylation
(Covalent control of activation)
Arg, Val, Ser, Val
P
P
H1
H1
P
C
H1
P

14. HYSTONE H1 PHOSPHORYLATION BY CELL CYCLE PHASES IN P.POLYCEPHALUM SYNCHRONIZED CULTURE

Protein kinase activity
Protein kinase activity
H
1
H1
C
N
cAMP-dependent
protein kinase
S
G2
mitosis, hours
C
N
cAMP-independent
protein kinase
S
3
G2
8
mitosis,
hours

15. Фосфорилирование гистона Н1 протеинкиназами

Задержка митоза ~ 1,2 h
сAMPзависимая
протеинкиназа
фосфорилирует
N-фрагмент
G2-период
G2-период
контроль
5
Physarum
polycephalum
сAMPнезависимая
протеинкиназа
фосфорилирует
С-фрагмент
6
7
G2-период
S-период
M
S-период
M
8
M
0
1
S-период
G2
G2-пер
2
3
4
G2-период
Ускорение митоза ~ 1,5 h
5

16.

17. ВЗАИМООТНОШЕНИЯ МЕЖДУ сАМР и олиго-А

интерферон
cAMP
1
Активация сАМР-зависимой протеинкиназы
2
3
Индукция 2’,5’ – олиго-А синтетазы
Пр18
Пр18 р
4
Ингибирование 2’- фосфодиэстеразы
5
2’,5’ – олиго-А

18. Имитация активности интерферона при действии ингибиторов фосфодиэстеразы сАМР

1.трентал
2. теофиллин
3. изобутил
метилксантин
Фосфодиэстераза
сАМР
cAMP
олиго(А)синтетаза
2’,5’– олиго-А
2’- фосфодиэстераза
олиго А
Антивирусный эффект
100
Время после
добавления
трентала (часы)
Действие олиго
(А) синтетазы
50
0
100 %
100 %
32
250 %
8%
контроль интерферон теофиллин
Вирус энцефаломиокардита
Раковые клетки яичников
Количество
вирусных
бляшек

19.

20.

ВИСЦЕРАЛЬНЫЕ ФУНКЦИИ
Роберт
Ф.ФУРЧГОТТ
США,
За открытие того, что окись азота NO является
передатчиком сигналов от одной клетки к другой –
абсолютно новый принцип передачи сигналов в
биологических системах
1998
Луис Дж.
ИГНАРРО
США,
1998
NO-синтаза
+
NH2
H2N
C
NADPH
+O2
NH
Ферид
МЮРАД
США,
1998
Гуанилатциклаза
H2N
+
NADP
+H2O
C
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
COO-
NO
NH
CH2
H3N+ C
NO-синтаза
O
H3N+ C
+
NO
His-105
COO-
H
H
L-Arginine
L-Citrulline
The NO synthase (NOS) reaction
GTP cGMP

21.

NO/cGMP-ЗАВИСИМАЯ СИГНАЛЬНАЯ СИСТЕМА (СХЕМА)
NO-синтаза
NO
Растворимая
гуанилатциклаза (sGС)
Мембраносвязанная
гуанилатциклаза (рGС)
сGMP
cGMPрегулируемые
протеинкиназы
cGMPрегулируемые
фосфодиэстеразы
cGMPрегулируемые
катионные каналы

22.

РОЛЬ ПРОЦЕССОВ ФОСФОРИЛИРОВАНИЯ
В РЕГУЛЯЦИИ ЭРЕКТИЛЬНОЙ ФУНКЦИИ
NO
Гуанилатциклаза
сGMP
Robert F.Furchgott
сGMP-киназа
Виагра
Louis J.Ignarro
Фосфодиэстераза
cGMP
Левитра
Сиалис
Ferid Murad
1998 – Нобелевская премия
«За открытия, касающиеся окиси азота
как сигнальной молекулы сердечнососудистой системы»
GMP
Фосфорилирование белков,
определяющих
процесс эрекции

23. МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ «ВИАГРЫ»

O
N
NH
CH3CH2O
Endothelian cells
CH3
N
Nerve cells
CH2CH2CH3
NO
O2 S
GTP
Guanylate
cyclase
N
N
cGMP
Relaxation
N
CH3
Penile erection
GMP
PDE 5
VIAGRA
Smooth-muscle cell
cGMP
Protein kinase
Ca 2+
Smooth muscle cell contracted
Actin myosin
Smooth muscle cell relaxed
Actin myosin
Storage
area
Pressing against small veins that drain blood from the penis, blood collects in the compartments
between the smooth muscle cells and the penis becomes erect