ЭНДОКРИНОЛОГИЯ: БИОХИМИЧЕСКИЕ РЕЦЕПТОРЫ ГОРМОНОВ, СОПРЯЖЁННЫЕ С G-БЕЛКАМИ [ endocrinology: G protein – mediators signal transduction from hormone receptor to effector ] (Греч.: ένδον - внутри, κρίνω - отделять + λόγος - учение; положение; 1913).
(1960; греч.: βίος - жизнь; арабск.: al-kimiya; греч.: χημεία; первые исторические свидетельства о возникновении слова относят к 8 г. н. э.).
(Лат.: recipo, cepi, ceptum, ere (re- - приставка обозначающая: противодействие, обратное действие, повторное действие + capio - брать, получать) - здесь: принимать, получать; 1898).
(1961; греч.: νεΰρον - жила, веревка, нить, позднее - нерв; лат,: nervus; 1784; mediator - посредник, 14 в.; transmitto - пересылать, передавать, переправлять; 1727).
(1905, Греч.: όρμάω - двигать, побуждать, возбуждать).
http://biokhimija.ru/lekcii-po-biohimii/25-gormony/164-mehanizm-dejstvija.html
Рецептор (биохимический рецептор) для гормонов, сопряжённых с G-белками - это структура клетки, как правило молекула белка, имеющая высокую степень сродства к определенному гормону, сопряжённому с G-белками. Эта структура обладает свойством стереоспецифически связывать гормон с образованием комплекса гормон-рецептор.
Рецепторы могут быть расположены на наружной поверхности мембран клетки (рецепторы мембран) или в цитоплазме. Вещества, комбинирующиеся с рецепторами, служат средством передачи информации. Содержание этой информации может быть различным: информация о цели, управляющая информация, информация о среде, информация о состоянии объекта управления, информация о результатах управления. В числе переносчиков информации могут быть нейромедиаторы, гормоны, иммуноглобулины и другие вещества. Образующийся комплекс «вещество-рецептор» может непосредственно или через цепь посредников специфически влиять на интенсивность тех или иных процессов метаболизма клетки. Таким образом биохимические рецепторы являются структурами, принимающими участие в механизмах управления всеми функциями клеток посредством медиаторов, гормонов и других активных веществ. В зависимости от механизма передачи информации все биохимические рецепторы могут быть разделены на четыре группы. 1. Рецепторы которые являются ионными каналами, управляемыми лигандами. Примеры: никотиновые ацетилхолиновые рецепторы и рецепторы для гаммааминомасляной кислоты. 2. Рецепторы-ферменты. Примеры: рецептор для инсулина, который является тирозин-киназой и рецептор для предсердного натрийуретического, (участвующего в выведении натрия) пептида, который является частной формой гуанилатциклазы. 3. Рецепторы, функция которых опосредована гуанозинтрифосфат-связывающими регуляторными белками (GTP-белки, G-протеины, аденилатциклазная система). Примеры: мускариновые ацетилхолиновые рецепторы и многие другие. 4. Рецепторы с неизвестными механизмами преобразования информации. Пример: сигма-рецептор.
Исследование биохимических рецепторов для гормонов - одно из направлений деятельности эндокринологии.
Эндокринология - это область знаний, процесс познания, практические знания об эндокринной системе. Как область знаний эндокринология является разделом физиологии. Как процесс познания эндокринология представляет собой исследование эндокринной системы. Как практические знания эндокринология предназначена для морально оправданного использования научных знаний об организации отношений вероятностных сущностей и явлений эндокринной системы на практике для управления этими сущностями и явлениями в норме и при патологии.
G-белки, или G-протеины - это надсемейство содержащих гуанин (азотистое органическое основание) белков, которые являются посредниками при передаче информации (управляющих сигналов) от рецепторов плазмалеммы к эффекторным белкам, вызывающим реакцию клетки, соответствующую характеру поступающей информации.
|
G-белки имеют вероятностное множество форм (Gs, Gi, Gq, Go, Gt, Golf и многие другие), большинство из которых еще мало исследовано.
Механизм участия G-белков в управлении функциями клетки описывается гипотезой вторичного переносчика информации в клетку. В соответствии с этой гипотезой, гормоны, нейромедиаторы, нейромодуляторы и многие другие вещества являются первичными химическими переносчиками управляющей информации к клетке. Многие из них взаимодействуют со специфичными им биохимическими рецепторами цитоплазматических мембран клеток. Каждый из этих многообразных рецепторов ассоциирован с соответствующей ему формой G-белка. При взаимодействии первичного переносчика с рецептором, его G-белок активируется и стимулирует образование вторичного переносчика информации внутри клетки. Внутриклеточный вторичный переносчик информации вызывает реакцию клетки, соответствующую свойствам первичного переносчика информации. Наиболее известные вторичные переносчики информации: циклический аденозинмонофосфат (цАМФ, cAMP), циклический гуанозинмонофосфат (цГМФ, cGMP), ионы кальция (Сa2+), метаболиты фосфатидилинозитола (PI, инозитолтрифосфат и диацилглицерол), метаболиты арахидоновой кислоты (AA, простагландины, простациклины, тромбоксан ы, лейкотриены), окись азота (NO). |
Схема. Гипотеза вторичного переносчика информации в клетку. Модификация: Siegel G.J., Albers R.W., Brady S., Price D.L, Eds. Basic Neurochemistry, Seventh Edition: Molecular, Cellular and Medical Aspects. 7th ed., Academic Press, 2005, 1016 p. |
 |
|
ЭНДОКРИНОЛОГИЯ: ОГЛАВЛЕНИЕ = ENDOCRINOLOGY: CONTENTS
1. ОБЩАЯ ЭНДОКРИНОЛОГИЯ = GENERAL ENDOCRINOLOGY.
1.1. Предмет эндокринологии = Scope of Endocrinology.
1.2. Гормоны и их назначение = Hormone. The predestination of hormones.
1.3. Действие гормонов = Hormone action.
1.3.1. Рецепторы для гормонов на поверхности плазмалеммы клеток-мишеней = Hormone receptors on the surfaces plasmolemma of target cells.
1.3.2. Рецепторы для гормонов на поверхности ядра клеток-мишеней = Hormone receptors on the surfaces nuclei of target cells.
1.3.3. Семейство рецепторов нейромедиаторов-пептидных гормонов = Neurotransmitter-peptide hormone receptor families.
1.3.4. Рецепторы гормонов, сопряжённые с G-белками. G-белки как вторичные передатчики информации от рецепторов гормонов к эффекторам = G protein – mediators signal transduction from hormone receptor to effector.
1.3.5. Эффекторы G-белков = G protein effector.
1.3.6. Рецепторы для факторов роста = The growth factor receptors.
1.3.7. Рецепторы для цитокинов = The receptors for cytokines.
1.3.8. Рецепторы для гормонов, связанные с гуанилциклазой = The Guanylyl Cyclase-Linked Receptors.
1.3.9. Рецепторы ядра клеток. Семейства стероидных рецепторов = Nuclear Receptors. Steroid Receptor Family.
2. ЧАСТНАЯ ЭНДОКРИНОЛОГИЯ. НОРМА = SPECIAL ENDOCRINOLOGY. NORM.
2.1. Гипоталамус = The hypothalamus.
2.2. Гипофиз = The pituitary gland.
2.3. Щитовидная железа = The thyroid.
2.4. Околощитовидная железа = The parathyroid gland.
2.5. Hадпочечник = The adrenal cortex.
2.6. Островковый аппарат поджелудочной железы = Islet apparatus of the pancreas.
2.7. Половые железы = Gonads.
3. ЧАСТНАЯ ЭНДОКРИНОЛОГИЯ. ПАТОЛОГИЯ = SPECIAL ENDOCRINOLOGY. PATHOLOGY.
Таблица. Субъединицы G-белка избирательно взаимодействующие со специфичными рецепторами и эффекторами = G Protein Subunits Selectively Interact with Specific Receptor and Effector Mechanisms. Модификация: Gardner D.G., Shoback D.M., Eds. Greenspan's Basic & Clinical Endocrinology. 9th ed., Lange, 2011, 960 p., см.: Физиология человека: Литература. Иллюстрации. |
№ |
G Protein Subunit |
Associated Receptors |
Effector |
1 |
αs |
β-Adrenergic TSH Glucagon |
Adenylyl cyclase Ca2+ channels K+ channels |
2 |
αi |
α2-Adrenergic Muscarinic (type II) |
Adenylyl cyclase Ca2+ channels K+ channels |
1 |
αq |
α1-Adrenergic |
PLCβ |
2 |
α / β |
- |
Adenylyl cyclase (+ or –) PLC Supports ARK-mediated receptor phosphorylation and desensitization |
|
Схема. Принципы действия биохимических рецепторов. Модификация: Koolman J., Röhm K.H. Color Atlas of Biochemistry. Tieme, 2005, 476 p. см.: Биохимия человека: Литература. Иллюстрации |
 |
|
Примечание:
|
7-helix receptors.
A large group of receptors span the membrane
with б-helices seven times. These are
known as 7-helix receptors. Via their effector
domains, they bind and activate trimeric proteins,
which in turn bind and hydrolyze GTP
and are therefore called G proteins. Most G
proteins, in turn, activate or inhibit enzymes
that create secondary signaling molecules
(second messengers; see p. 386). Other G proteins
regulate ion channels. The illustration
shows the complex of the light receptor rhodopsin,
with the associated G protein transducin
(see p. 358). The GTP-binding б-subunit
(green) and the г-subunit (violet) of transducin
are anchored in the membrane via lipids
(see p. 214). The в-subunit is shown in detail
on p. 72. 385 |
|
Схема. Механизмы действия биохимических рецепторов. Модификация: Koolman J., Röhm K.H. Color Atlas of Biochemistry. Tieme, 2005, 476 p. см.: Биохимия человека: Литература. Иллюстрации |
 |
|
Примечание:
|
Mechanisms of action
The messages transmitted by hydrophilic signaling
substances (see p. 380) are sent to the
interior of the cell by membrane receptors.
These bind the hormone on the outside of
the cell and trigger a new second signal on
the inside by altering their conformation. In
the interior of the cell, this secondary signal
influences the activity of enzymes or ion
channels. Via further steps, switching of the
metabolism, changes in the cytoskeleton, and
activation or inhibition of transcription factors
can occur (“signal transduction”) can occur.
A. Mechanisms of action .
Receptors are classified into three different
types according to their structure (see also
p. 224):
1. 1-Helix receptors (left) are proteins that
span themembranewith only one б-helix. On
their inner (cytoplasmic) side, they have domains
with allosterically activatable enzyme
activity. In most cases, these are tyrosine
kinases.
Insulins (see p. 388), growth factors, and
cytokines (see p. 392), for example, act via 1-
helix receptors. Binding of the signaling substance
leads to activation of internal kinase
activity (in some cases, dimerization of the
receptor is needed for this). The activated
kinase phosphorylates itself using ATP (autophosphorylation),
and also phosphorylates tyrosine
residues of other proteins (known as
receptor substrates). Adaptor proteins that
recognize the phosphotyrosine residues bind
to the phosphorylated proteins (see pp. 388,
392). They pass the signal on to other protein
kinases.
2. Ion channels (center). These receptors
contain ligand-gated ion channels. Binding of
the signaling substance opens the channels
for ions such as Na+, K+, Ca2+, and Cl–. This
mechanism is mainly used by neurotransmitters
such as acetylcholine (nicotinic receptor;
see p. 224) and GABA (A receptor; see
p. 354).
3. 7-Helix receptors (serpentine receptors,
right) represent a large group ofmembrane proteins
that transfer the hormone or transmitter
signal,withthehelpofG proteins (see below), to
effector proteins that alter the concentrations
of ions and second messengers (see B).
B. Signal transduction by G proteins .
G proteins transfer signals from 7-helix receptors
to effector proteins (see above). G
protein are heterotrimers consisting of three
different types of subunit (б, в, and г; see
p. 224). The б-subunit can bind GDP or GTP
(hence the name “G protein”) and has GTPase
activity. Receptor-coupled G proteins are related
to other GTP-binding proteins such as
Ras (see pp. 388, 398) and EF-Tu (see p. 252).
G proteins are divided into several types,
depending on their effects. Stimulatory G proteins
(Gs) are widespread. They activate adenylate
cyclases (see below) or influence ion
channels. Inhibitory G proteins (Gi) inhibit adenylate
cyclase. G proteins in the Gq family
activate another effector enzyme—phospholipase
c (see p. 386).
Binding of the signaling substance to a 7-
helix receptor alters the receptor conformation
in such a way that the corresponding G
protein can attach on the inside of the cell.
This causes the б-subunit of the G protein to
exchange bound GDP for GTP (1). The G protein
then separates from the receptor and
dissociates into an б-subunit and a вг-unit.
Both of these components bind to othermembrane
proteins and alter their activity; ion
channels are opened or closed, and enzymes
are activated or inactivated.
In the case of the в2-catecholamine receptor
(illustrated here), the б-subunit of the Gs
protein, by binding to adenylate cyclase, leads
to the synthesis of the second messenger
cAMP. cAMP activates protein kinase A, which
in turn activates or inhibits other proteins (2;
see p.120).
The вг-unit of the G protein stimulates a
kinase (вARK, not shown), which phosphorylates
the receptor. This reduces its af nity for
the hormone and leads to binding of the
blocking protein arrestin. The internal GTPase
activity of the б-subunit hydrolyzes the
bound GTP to GDP within a period of seconds
tominutes, and thereby terminates the action
of the G protein on the adenylate cyclase (3). 387
|
|
Схема. Передача сигналов посредством G-белков = G protein–mediated signal transduction. Модификация: Gardner D.G., Shoback D.M., Eds. Greenspan's Basic & Clinical Endocrinology. 9th ed., Lange, 2011, 960 p., см.: Физиология человека: Литература. Иллюстрации. |
 |
Примечание:
|
α and β, γ / α, β subunits of a representative G protein are depicted (see text for details) E, effector; H, hormonal ligand; R, hormone receptor). Fig 1–5 |
|
Схема. Гормональная передача управляющих сигналов биохимическим рецепторам плазмалеммы клетки-мишени и внутриклеточным рецепторам = Hormonal signaling by cell surface and intracellular receptors. Модификация: Melmed S., Polonsky K.S., Larsen P.R., Kronenberg H.M., Eds. Williams Textbook of Endocrinology, 12th ed., Saunders, 2011, 1816 p., см.: Физиология человека: Литература. Иллюстрации.
|
 |
Примечание:
|
Figure 1-2 Hormonal signaling by cell surface and intracellular
receptors. The receptors for the water-soluble polypeptide
hormones, luteinizing hormone (LH), and insulin-like
growth factor 1 (IGF-1), are integral membrane proteins
located at the cell surface. They bind the hormone-utilizing
extracellular sequences and transduce a signal through the
generation of second messengers: cyclic adenosine monophosphate
(cAMP) for the LH receptor and tyrosinephosphorylated
substrates for the IGF-1 receptor. Although
effects on gene expression are indicated, direct effects on
cellular proteins (e.g., ion channels) are also observed. In
contrast, the receptor for the lipophilic steroid hormone,
progesterone, resides in the cell nucleus. It binds the
hormone and becomes activated and capable of directly
modulating target gene transcription.) AC, Adenylate cyclase;
G, heterotrimeric G protein; mRNAs, messenger RNAs;
PKA, protein kinase A; R, receptor molecule; TF, transcription
factor; Tyr, tyrosine found in protein X; X, unknown protein
substrate. (Reproduced from Mayo K. Receptors: molecular
mediators of hormone action. In: Conn PM, Melmed S, eds.
Endocrinology: Basic and Clinical Principles. Totowa, NJ: Humana
Press, 1997:11.) |
|
«Я У Ч Е Н Ы Й И Л И . . . Н Е Д О У Ч К А ?» Т Е С Т В А Ш Е Г О И Н Т Е Л Л Е К Т А
Предпосылка: Эффективность развития любой отрасли знаний определяется степенью соответствия методологии познания - познаваемой сущности. Реальность: Живые структуры от биохимического и субклеточного уровня, до целого организма являются вероятностными структурами. Функции вероятностных структур являются вероятностными функциями. Необходимое условие: Эффективное исследование вероятностных структур и функций должно основываться на вероятностной методологии (Трифонов Е.В., 1978,..., ..., 2015, …).
Критерий: Степень развития морфологии, физиологии, психологии человека и медицины, объём индивидуальных и социальных знаний в этих областях определяется степенью использования вероятностной методологии.
Актуальные знания: В соответствии с предпосылкой, реальностью, необходимым условием и критерием...
... о ц е н и т е с а м о с т о я т е л ь н о: — с т е п е н ь р а з в и т и я с о в р е м е н н о й н а у к и, — о б ъ е м В а ш и х з н а н и й и — В а ш и н т е л л е к т !
|
♥ Ошибка? Щелкни здесь и исправь ее! Поиск на сайте E-mail автора (author): tryphonov@yandex.ru
|