Трансмембранная передача сигналов. Вопросы.
Трансмембранная передача сигналов. Вопросы.
Доброе время суток, уважаемые химики и биохимики!
Хочу обратиться к вам как к профи за разъяснением регуляционных процессов в клетке.
Во всех учебниках по биохимии рассматривается в основном несколько стандартных моделей ответов клетки на стимуляцию ее рецепторов. Например, аденилатциклазный путь, где в итоге активируется протекиназа А или например инозитолфосфатный путь, реакция которых приводит к активации ДАГ и ИФ3. Получается что при всем многообразии регуляторных веществ (гормоны, цитокины, нейромедиаторы и т.п.), мембранных рецепторов, путей активации ответа клетки несколько. Тогда в итоге, каким образом определяется какой именно фермент, пептид должен быть образован в клетки в ответ на стимуляцию рецепторов?
Вот пример, углеводный обмен в клетках печени. Распад гликогена и гликолиз. На обе реакции влияет инсулин. В обоих случаях идет процесс связывания гормона инсулина с рецептором (и на сколько мне не изменяет память адреналиновым), вызывается каскад реакций с образованием фосфопротеинфосфотазы которая в случае распада гликогена дефосфолирует и инактивирует Гликогенфосфорилазу (фермент обеспечивающий распад гликогена), а в случае гликолиза подобные реакции должны привести к индуцированию Глюкокиназ (глюкозофосфатизомеразы, фосфофруктокиназы) (фермента обеспечивающего распад глюкозы до гюкогзо-6-фосфат). При том, что в клетке существует еще масса рецепторов, ответ на стимуляцию которых идет по тому же принципу. И у меня возникает вопрос, каким образом понимается какой именно фермент из многих нужно активизировать? Ведь существуют еще ферменты, которые отвечают за начало репликации ДНК и синтез новых белков. Как протеинкиназы выбирают соответствующий фермент метаболического пути для фосфорилирования?
Хочу обратиться к вам как к профи за разъяснением регуляционных процессов в клетке.
Во всех учебниках по биохимии рассматривается в основном несколько стандартных моделей ответов клетки на стимуляцию ее рецепторов. Например, аденилатциклазный путь, где в итоге активируется протекиназа А или например инозитолфосфатный путь, реакция которых приводит к активации ДАГ и ИФ3. Получается что при всем многообразии регуляторных веществ (гормоны, цитокины, нейромедиаторы и т.п.), мембранных рецепторов, путей активации ответа клетки несколько. Тогда в итоге, каким образом определяется какой именно фермент, пептид должен быть образован в клетки в ответ на стимуляцию рецепторов?
Вот пример, углеводный обмен в клетках печени. Распад гликогена и гликолиз. На обе реакции влияет инсулин. В обоих случаях идет процесс связывания гормона инсулина с рецептором (и на сколько мне не изменяет память адреналиновым), вызывается каскад реакций с образованием фосфопротеинфосфотазы которая в случае распада гликогена дефосфолирует и инактивирует Гликогенфосфорилазу (фермент обеспечивающий распад гликогена), а в случае гликолиза подобные реакции должны привести к индуцированию Глюкокиназ (глюкозофосфатизомеразы, фосфофруктокиназы) (фермента обеспечивающего распад глюкозы до гюкогзо-6-фосфат). При том, что в клетке существует еще масса рецепторов, ответ на стимуляцию которых идет по тому же принципу. И у меня возникает вопрос, каким образом понимается какой именно фермент из многих нужно активизировать? Ведь существуют еще ферменты, которые отвечают за начало репликации ДНК и синтез новых белков. Как протеинкиназы выбирают соответствующий фермент метаболического пути для фосфорилирования?
Re: Трансмембранная передача сигналов. Вопросы.
Зависит от того, какие рецепторы стимулируютсяjuliaVV писал(а):Тогда в итоге, каким образом определяется какой именно фермент, пептид должен быть образован в клетки в ответ на стимуляцию рецепторов?
Они его не выбирают, они фосфорилируют строго определённый набор субстратов.juliaVV писал(а):Как протеинкиназы выбирают соответствующий фермент метаболического пути для фосфорилирования?
Re: Трансмембранная передача сигналов. Вопросы.

Re: Трансмембранная передача сигналов. Вопросы.
ROFLMAO. Протеинкиназ около 600 штук. Субстратная селективность у них высокая. Кроме того, одна и та же киназа может осуществлять разные функции в зависимости от молекул, в комплексе с которыми она находится, от своего состояния фосфорилирования, pH и десятков других параметров.juliaVV писал(а): Протекиназ, как я понимаю несколько (А,С, Тирозинозависимые) в отличае от огромного множества ферментов (белков), которые они могут фосфорилировать.
Что значит "распространённых"?juliaVV писал(а):Одна из распространенных Протекиназа А (далее ПКА).
Почему вы так считаете, что понимаете под активацией и что под путём активации?juliaVV писал(а):Активация ПКА идет одним и тем же путем.
Разные сигнальные молекулы активируют разные сигнальные пути.juliaVV писал(а):Причем активируеют ее разного вида сигнальные молекулы, через рецепторы.
Что вы понимаете под "ответом клетки"?juliaVV писал(а): И ответ клетки должен быть специфическим для каждого стимулятора.
У неё нет разума, она не может ничего выбирать. Она фосфорилирует то, что может.juliaVV писал(а): Так что вопрос остается, каким образом протекиназа А выбирает что ей фосфорилировать.
Re: Трансмембранная передача сигналов. Вопросы.
Может, фосфорилирует не сама ПКА, а ее комплекс с рецептором? Тогда выбор объекта фосфорилирования зависит от того, с каким рецептором объединилась ПКА. Или и вовсе работает комплекс "сигнальная молекула+рецептор+ПКА"? Тогда выбор объекта фосфорилирования будет зависеть не только от рецептора, но и от сигнальной молекулы...
Меч-кладенец - оружие пофигистов.
Re: Трансмембранная передача сигналов. Вопросы.
Marxist ответил, что таки всё что угодно, но есть ньюансы.juliaVV писал(а):Так что вопрос остается, каким образом протекиназа А выбирает что ей фосфорилировать.
1) То, куда киназа может продиффундировать, пока не успеет дезактивироваться.
2) Субстраты киназ в свою очередь, иногда могут фосфорилироваться только при _иной_ ковалентной модификации или локализации к клеточной мембране или там к микротрубочкам.
3) За PKA не скажу, но часто киназы распознают на субстратах определённые последовательности, в которую они и "впендюривают" фосфат.
и тд
Сходу не могу вспомнить простой толковый обзор про специфичность фосфорилирования субстратов киназами. Факторов при этом больше, чем два, что я перечислил.
В 4-м издании книги Gerhard Krauss Biochemistry of signal transduction and regulation таким общим вопросам посвящена почти вся первая глава. В третьем и втором это тоже было, и они точно были на гигапедии.
Re: Трансмембранная передача сигналов. Вопросы.
Не надо, я этого не отвечал. Киназа может фосфорилировать только субстрат из своего списка, селективность внутри списка действительно определяется диффузией и другими указанными тобой факторами.Cherep писал(а):Marxist ответил, что таки всё что угодно, но есть ньюансы.juliaVV писал(а):Так что вопрос остается, каким образом протекиназа А выбирает что ей фосфорилировать.
Re: Трансмембранная передача сигналов. Вопросы.
OMFG
Пункт три про последовательности вычёркиваем.
Хорошо, "может" -- то что дозволено из списка субстратов.Marxist писал(а):У неё нет разума, она не может ничего выбирать. Она фосфорилирует то, что может.juliaVV писал(а): Так что вопрос остается, каким образом протекиназа А выбирает что ей фосфорилировать.
Пункт три про последовательности вычёркиваем.
Re: Трансмембранная передача сигналов. Вопросы.
"Списочность" как раз определяется этой последовательностью, но не всякий белок, у которого есть такая последовательность, может находиться с киназой в одной точке времени и пространства, во-первых, а во-вторых, последовательность не у всех белков торчит наружу и доступна для фосфорилирования.
Re: Трансмембранная передача сигналов. Вопросы.
ну, млин, а я про что?
Re: Трансмембранная передача сигналов. Вопросы.
Мне представляется следующее. Действие сигнальная молекула→ рецептор →ПКА может иметь разные объекты фосфорилирования. Пример, гормон глюкагон через аденилатциклазную систему активирует ПКА, которые в свою очередь могут фосфорилировать киназу фосфорилазу (распад гликогена) и пируваткиназу (замедление гликолиза).SkydiVAR писал(а): SkydiVAR » 24 мар 2011 16:39
Может, фосфорилирует не сама ПКА, а ее комплекс с рецептором? Тогда выбор объекта фосфорилирования зависит от того, с каким рецептором объединилась ПКА. Или и вовсе работает комплекс "сигнальная молекула+рецептор+ПКА"? Тогда выбор объекта фосфорилирования будет зависеть не только от рецептора, но и от сигнальной молекулы...
Из ответов я так понимаю, что разнообразие ПКА в рамках «списочности», обусловлено разнообразием каталитических субъединиц С ПКА? И для ПКА которая находится рядом с рецептором глюкагона, ее каталитические субъединицы С имеют сродство к вышеуказанными киназами. И тогда эта ПКА должна быть каким то образом все таки связана именно с глюкагоновым рецептором (т.е. ее положение в мембране клетки предопределено). Правильно ли я рассуждаю?
Возвращаясь к примеру с глюкагоном, получается что, ПКА будет фосфорилировать тот фермент, который находится с ней в одной точки времени и пространства, а значит, в клетке или усилиться распад гликогена, или затормозиться гликолиз или то и другое одновременно? Я правильно понимаю?Marxist писал(а): Marxist » 24 мар 2011 20:53
"Списочность" как раз определяется этой последовательностью, но не всякий белок, у которого есть такая последовательность, может находиться с киназой в одной точке времени и пространства, во-первых, а во-вторых, последовательность не у всех белков торчит наружу и доступна для фосфорилирования.
- Vanya Ivanov
- Сообщения: 1767
- Зарегистрирован: Пн авг 29, 2005 6:40 pm
Re: Трансмембранная передача сигналов. Вопросы.
Вы все валите в кучу. Не спешите. Здесь на форуме не удасться быстренько подготовится к зачету...
Итак :
Как только снизился уровень глюкозы в крови нервные центры вырабатывают сигналы - "мозг устал" - сингнал в гипоталамические центры -> выделяется гормон (гипоталамус - гипофиз -> гормоны -> поджелудочная железа - >глюкогон), по крови в форме транспортного белка, глюкогон попадает на рецептор в гепатоцитах печени - и механизм действия глюкагона обусловлен его связыванием со специфическими глюкагоновыми рецепторами (GPCR- типа) клеток печени. Это приводит к повышению опосредованной G-белком активности аденилатциклазы и увеличению образования цАМФ. ПКА - активируется цАМФ и фосфорилирует гликогенфосфорилазу гепатоцитов -> расщепление гликогена в гепатоцитах печени.
Но сигнал от глюкогона попадает и в надпочечники -> выделение адреналина -> адренорецепторы скелетных мышц (GPCR типа) -> аденилатциклаза -> цАМФ -> активация ПКА -> активация гликогенфосфорилазы - > расщепление гликогена в мышечных клетках
и т.д. Эффекты ПКА в разных рецепторных системах и клетках организма :
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1% ... B7%D0%B0_A
Таким образом разнообразие приходящих сигналов (гормоны, тканевые регуляторы, нейромедиаторы и т.п.) комбинированное с разнообразием трансмембранных механизмов передачи (типы рецепторов, вторичные месанджеры, активация/дезактивация каскадной регуляции) и комбинированное с эффекторными белками катаболизма/анаболизма - все это дает ту тончайшую специфику регуляции в биологических системах.
А как же предсказать последствие трансмембранного сигнала? См. выше: нужно востановить всю цепочку до мембраны, т.е. в какую клетку и на какой рецептор идет сигнал, потом смотрите на трансмембранный механизм этого рецептора - и становиться совершенно ясно какой эффект будет получен при трансмембранной передаче сигнала.
Разбирайтесь тщательней во всех деталях на пропуская звеньев цепи и вы сможете сами ответить на свой же вопрос.
Итак :
Правильно. В примере с глюкогоном. Все биологические системы равновесные. Увеличится одно - снизится другое.Возвращаясь к примеру с глюкагоном, получается что, ПКА будет фосфорилировать тот фермент, который находится с ней в одной точки времени и пространства, а значит, в клетке или усилиться распад гликогена, или затормозиться гликолиз или то и другое одновременно? Я правильно понимаю?
Как только снизился уровень глюкозы в крови нервные центры вырабатывают сигналы - "мозг устал" - сингнал в гипоталамические центры -> выделяется гормон (гипоталамус - гипофиз -> гормоны -> поджелудочная железа - >глюкогон), по крови в форме транспортного белка, глюкогон попадает на рецептор в гепатоцитах печени - и механизм действия глюкагона обусловлен его связыванием со специфическими глюкагоновыми рецепторами (GPCR- типа) клеток печени. Это приводит к повышению опосредованной G-белком активности аденилатциклазы и увеличению образования цАМФ. ПКА - активируется цАМФ и фосфорилирует гликогенфосфорилазу гепатоцитов -> расщепление гликогена в гепатоцитах печени.
Но сигнал от глюкогона попадает и в надпочечники -> выделение адреналина -> адренорецепторы скелетных мышц (GPCR типа) -> аденилатциклаза -> цАМФ -> активация ПКА -> активация гликогенфосфорилазы - > расщепление гликогена в мышечных клетках
и т.д. Эффекты ПКА в разных рецепторных системах и клетках организма :
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1% ... B7%D0%B0_A
Таким образом разнообразие приходящих сигналов (гормоны, тканевые регуляторы, нейромедиаторы и т.п.) комбинированное с разнообразием трансмембранных механизмов передачи (типы рецепторов, вторичные месанджеры, активация/дезактивация каскадной регуляции) и комбинированное с эффекторными белками катаболизма/анаболизма - все это дает ту тончайшую специфику регуляции в биологических системах.
А как же предсказать последствие трансмембранного сигнала? См. выше: нужно востановить всю цепочку до мембраны, т.е. в какую клетку и на какой рецептор идет сигнал, потом смотрите на трансмембранный механизм этого рецептора - и становиться совершенно ясно какой эффект будет получен при трансмембранной передаче сигнала.
Разбирайтесь тщательней во всех деталях на пропуская звеньев цепи и вы сможете сами ответить на свой же вопрос.
Кто сейчас на конференции
Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 7 гостей