Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Обновление фосфатидилинозитола и вторичные посредники

Наиболее широкораспрастранёнными мишенями G – белков являются аденилатциклаза (для G_s и G_i) и фосфолипаза С, ответственная за гидролиз фосфатидилинозитола (для G_p). Модуляция аденилатциклазы приводит к изменению внутриклеточной концентрации сАМР, которая, как известна, служит вторичным посредником, влияя на множество внутриклеточных процессов. Одним из последствий увеличения содержания сАМР является, например, стимуляция сАМР – зависимой протеинкиназы (протеинкиназа А), которая в свою очередь фосфорилирует специфические белковые субстраты. Клетки содержат также два типа Са²⁺ - зависимых протеинкиназ, активируемых соответственно Са²⁺ - кальмодулином и Са²⁺ вместе с диацилглицеролом и фомфатидилсерином (протеинкиназаС). Активность обоих киназ регулируется вторичными посредниками, образующими при деградации фосфатидилинозитола, которая во многих клетках инициируется путем G – белокзависимой активации специфической фосфолипазы С.

На долю фосфатидилинозитола приходится лишь 2 – 8% всех фосфолипидов, содержащихся в клеточных мембранах эукариотов. Структура полярной головки представлена миоинозитолом. Данное соединение впервые было выделено из мышц. Небольшая часть фосфотидилинозитола фосфорилирована по положению 4 или по положениям 4 и 5. От 1 до 10% фосфатидилинозитола, присутствующего в мембране, приходится на долю фосфотидилинозитол(4,5) – бифосфата. Этот компонент является, вероятно, первой мишенью для фосфотидилинозитолспецифичной фосфолипазы С, которая активируется во многих клетках G – белком. Последующий гидролиз приводит к быстрому распаду фосфатидилинозитола в плазматической мембране и кратковременному возрастанию количества продуктов распада. Продукты распада действуют как вторичные посредники и участвуют во многих клеточных процессах. Исследование этой системы ещё не закончено, но последовательность событий такова:

1. Начальными продуктами гидролиза фосфотидилинозитол(4,5) – бифосфата являются диацилглицерол и инозитол (1,4,5) – трифосфат. Диацилглицерол связан с мембраной, а инозитол(1,4,5) – трифосфат является растворимым компонентом. Обычно жирные кислоты фосфотидилинозитола представлены стеариновой в положении 2 и арахидоновой кислотой в положении 2 глицерола.

2. Инозитол(1,4,5) – трифосфат служит вторичным посредником, и его основной функцией, по – видимому, является мобилизация Са²⁺, аккумулированного в эндоплазматическом ретикулуме. Возможно, этот компонент путём прямого связывания открывает Са²⁺ - специфичные каналы в ЭПР, что приводит к увеличению концентрации Са²⁺ в цитоплазме в несколько раз. Обычно концентрация свободного кальция в цитоплазме составляет 0,1 мкМ.

3. Специфичная киназа превращает некоторое количество инозитол(1,4,5) – трифосфата в тетрафосфорилированный продукт (инозитол(1,3,4,5) – тетрафосфат). Образуются также другие, в том числе циклические фосфоинозиды, и некоторые из них имеют определённое физиологическое значение.

4. Одним из ферментов, регулируемых Са²⁺, является фосфолипаза С, которая при низкой концентрации кальция использует в качестве субстрата фосфотидилинозитол(4,5) – бифосфат, но при более высокой концентрации кальция использует нефосфорилированный фосфатидилинозитол. Возможно, это облегчает непосредственный быстрый гидролиз основной части фосфатидилинозитола.

5. Наиболее важным ферментом является протеинкиназа С. этот фермент локализован преимущественно в цитозоле до момента появления там диацилглицерола и Са²⁺. Затем в зависимости от присутствия фосфотидилсерина он связывается с плазматической мембраной и активируется. Эффекты сходные с действием диацилглицерола, оказывают форболовые эфиры, и протеинкиназу С часто рассматривают как рецептор этих соединений. В активированном состоянии протеинкиназа С является серин – и треонинспецифичной протеинкиназой, которая фосфорилирует как специфические мишени, так и саму себя. Механизм регуляции работы протеинкиназы С неизвестен; установлено лишь, что ганглиозиды и лизосфинголипиды ингибируют этот фермент, а, кроме того, ещё и выделен ингибитор белковой природы.

6. Дацилглицерол может подвергаться дальнейшей деградации под действием диацилглицероллипазы до арахидоновой кислоты, которая окисляется до множества биологически активных метаболитов, называемых эйкозаноидами и включающих простагландины. Хотя сама арахидоновая кислота является вторичным посредником, неясно, насколько существенен для её образования фосотидилинозитолспецифичный, зависимый от фосфолипазы С путь. Арахидоновая кислота может образовываться из множества фосфолипидов при действии фосфолипазы А₂. В некоторых типах клеток путь биосинтеза с участием фосфолипазы А₂ более важен.

Исходя из вышесказанного, можно утверждать, что при функционировании этой системы образуются, по меньшей мере, три известных вторичных посредника: диацилглицерол, инозитол(1,4,5) – трифосфат и арахидоновая кислота. Каждый из этих посредников выполняет специфические функции, включая увеличение содержания внутриклеточного кальция и активацию кальций – зависимых протеинкиназ.