www.wikidata.uk-ua.nina.az

Вторинні посередники або вторинні месенджери це внутрішньоклітинні сигнальні молекули які вивільняються клітиною у відпо

Вторинні посередники

Вторинні посередники або вторинні месенджери — це внутрішньоклітинні сигнальні молекули, які вивільняються клітиною у відповідь на вплив позаклітинних сигнальних молекул — первинних посередників.

Вторинні посередники в синапсі
Коли циклічний АМФ зв’язується з R-субодиницею PKA, C-субодиниця вивільняється; деякі C-субодиниці дифундують до ядра, де вони фосфорилюють CREB

Вторинні посередники викликають фізіологічні зміни на клітинному рівні, такі як проліферація, диференціація, міграція, виживання, апоптоз і деполяризація. Вони є одним із тригерів внутрішньоклітинних каскадів передачі сигналу.

Приклади вторинних молекул-месенджерів включають циклічний АМФ (цАМФ), циклічний GMP, інозитолтрифосфат, діацилгліцерин і кальцій. Первинними месенджерами є позаклітинні фактори, часто гормони або нейромедіатори, такі як адреналін, гормон росту, серотонін тощо.

Оскільки пептидні гормони та нейромедіатори зазвичай є біохімічно гідрофільними молекулами, ці первинні посередники не можуть фізично перетинати подвійний фосфоліпідний шар, щоб ініціювати зміни всередині клітини безпосередньо — на відміну від стероїдних гормонів, які зазвичай це роблять. Це функціональне обмеження вимагає від клітини наявності механізмів передачі сигналу для перетворення первинного посередника у вторинний посередник, щоб позаклітинний сигнал міг поширюватися внутрішньоклітинно.

Важливою особливістю системи сигналізації вторинного посередника є те, що вони можуть бути згодом поєднані з багатоциклічними кіназними каскадами, щоб значно підсилити силу початкового сигналу першого посередника. Наприклад, сигнали RasGTP з’єднуються з каскадом протеїнкінази, що активується мітогеном (MAPK), для посилення алостеричної активації проліферативних факторів транскрипції, таких як Myc і CREB.

Ерл Вілбур Сазерленд молодший відкрив вторинні посередники, за що отримав Нобелівську премію з фізіології та медицини 1971 року. Сазерленд побачив, що адреналін стимулює печінку перетворювати глікоген на глюкозу у клітинах печінки, але сам по собі адреналін не перетворює глікоген у глюкозу. Він виявив, що адреналін повинен активувати вторинного посередника, циклічний АМФ, щоб печінка перетворювала глікоген на глюкозу. Ці механізми були детально описані Мартіном Родбеллом і Альфредом Г. Гілманом, які отримали Нобелівську премію 1994 року.

Системи вторинних месенджерів можуть бути синтезовані та активовані ферментами, наприклад, циклазами, які синтезують циклічні нуклеотиди, або шляхом відкриття іонних каналів для забезпечення припливу іонів металів, як, наприклад, передача сигналів Ca 2+. Ці маленькі молекули зв’язують і активують протеїнкінази, іонні канали та інші білки, таким чином продовжуючи

сигнальний каскад.

Типи вторинних молекул-посередників Редагувати

Існує три основні типи вторинних молекул-посередників:

Ці внутрішньоклітинні месенджери мають деякі спільні властивості:

  • Вони можуть бути синтезовані/вивільнені та знову розщеплені в специфічних реакціях ферментами або іонними каналами.
  • Деякі (такі як Ca 2+ ) можуть зберігатися в спеціальних органелах і швидко вивільнятися за потреби.
  • Їх виробництво/вивільнення та знищення можуть бути локалізовані, дозволяючи клітині обмежувати простір і час сигнальної активності.

Загальні механізми систем вторинних посередників Редагувати

Загальна схема механізму вторинних посередників

Існує кілька різних систем вторинних посередників (система цАМФ, система фосфоінозитолу та система арахідонової кислоти), але всі вони досить схожі за загальним механізмом, хоча залучені речовини та загальний ефект можуть відрізнятися.

У більшості випадків ліганд зв'язується з білковою молекулою рецептора, що охоплює мембрану. Зв'язування ліганду з рецептором викликає зміну конформації в рецепторі. Ця зміна конформації може вплинути на активність рецептора та призвести до виробництва активних вторинних посередників .

У випадку рецепторів, пов’язаних із G-білком, зміна конформації відкриває сайт зв’язування для G-білка. G-білок (названий на честь молекул гуанозиндифосфату і гуанозинтрифосфату, які з ним зв’язуються) пов’язаний з внутрішньою мембраною клітини і складається з трьох субодиниць: альфа, бета і гамма. G-білок відомий як «перетворювач».

Коли G-білок зв’язується з рецептором, він стає здатним обмінювати молекулу гуанозиндифосфату на своїй альфа-субодиниці на молекулу гуанозинтрифосфату. Коли цей обмін відбувається, альфа-субодиниця перетворювача G-білка відривається від бета- та гамма-субодиниць, усі частини залишаються зв’язаними з мембраною. Альфа-субодиниця, тепер вільно пересуваючись уздовж внутрішньої мембрани, зрештою контактує з іншим мембранозв’язаним білком – «первинним ефектором».

Тоді первинний ефектор виконує дію, яка створює сигнал, який може поширюватися всередині клітини. Цей сигнал називається «вторинним посередником». Потім вторинний месенджер може активувати «вторинний ефектор», ефекти якого залежать від конкретної системи вторинного посередника.

Іони кальцію є одним із типів вторинних месенджерів і відповідають за багато важливих фізіологічних функцій, включаючи скорочення м’язів, запліднення та вивільнення нейромедіаторів. Зазвичай іони зв’язуються або зберігаються у внутрішньоклітинних компонентах (таких як ендоплазматичний ретикулум (ER) ) і можуть вивільнятися під час передачі сигналу. Фермент фосфоліпаза С виробляє діацилгліцерин та інозитолтрифосфат, що підвищує проникність іонів кальцію в мембрану. Активний G-протеїн відкриває кальцієві канали, пропускаючи іони кальцію в плазматичну мембрану. Інший продукт фосфоліпази С, діацилгліцерин, активує протеїнкіназу С, яка сприяє активації цАМФ (іншого вторинного посередника).

Приклади Редагувати

Шаблон:Second messenger system


Вторинні посередники в сигнальному шляху фосфоінозитолу Редагувати

Інозитолтрифосфат (IP 3), DAG і Ca 2+ є вторинними посередниками в фосфоінозитоловому шляху. Шлях починається зі зв’язування позаклітинних первинних посередників, таких як адреналін, ацетилхолін і гормони ангіотензин, гонадотропін-рилізинг-гормон, соматотропін-рилізинг-гормон, окситоцин і тиреотропін-рилізинг-гормон, з їхніми відповідними рецепторами. Адреналін зв’язується з рецептором, пов’язаним з білком α1-GTPase (GPCR), а ацетилхолін – з M1 і M2 GPCR.

Сигнальний шлях фосфоінозитолу

Зв'язування первинного посередника з цими рецепторами призводить до конформаційної зміни рецептора. α-субодиниця за допомогою факторів обміну гуанін-нуклеотидів (GEFS) вивільняє GDP і зв'язує GTP, що призводить до дисоціації субодиниці та подальшої активації. Активована α-субодиниця активує фосфоліпазу С, яка гідролізує пов’язаний з мембраною фосфатидилінозитол 4,5-бісфосфат (PIP 2 ), що призводить до утворення вторинних посередників діацилгліцерину (DAG) та інозитол-1,4,5-трифосфату (IP 3 ). IP 3 зв’язується з кальцієвими насосами на ER, транспортуючи Ca 2+, інший вторинний посередник, у цитоплазму. Зрештою Ca 2+ зв’язується з багатьма білками, активуючи каскад ферментативних шляхів.

Посилання Редагувати

Примітки Редагувати

  1. First Messengers. eLS. Chichester: John Wiley & Sons Ltd. May 2001. ISBN 978-0470016176. doi:10.1002/9780470015902.a0024167. 
  2. Second Messengers. Cell Biology (вид. 3rd). Elsevier Inc. 1 січня 2017. с. 443–462. ISBN 978-0-323-34126-4. doi:10.1016/B978-0-323-34126-4.00026-8. 
  3. MeSH Second+Messenger+Systems
  4. Second Messengers. www.biology-pages.info. Процитовано 3 грудня 2018. 
  5. Reece, Jane; Campbell, Neil (2002). Biology. San Francisco: Benjamin Cummings. ISBN 978-0-8053-6624-2. 
  6. The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1994. NobelPrize.org (амер.). Процитовано 3 грудня 2018. 
  7. The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1994. NobelPrize.org (амер.). Процитовано 3 грудня 2018. 
  8. Graham RM, Perez DM, Hwa J, Piascik MT (May 1996). α1-Adrenergic receptor subtypes: molecular structure, function, and signaling.. Circulation Research 78 (5): 737–49. PMID 8620593. doi:10.1161/01.RES.78.5.737. 
  9. Wedegaertner PB, Wilson PT, Bourne HR (January 1995). Lipid modifications of trimeric G proteins. The Journal of Biological Chemistry 270 (2): 503–6. PMID 7822269. doi:10.1074/jbc.270.2.503. 
  10. Hughes AR, Putney JW (March 1990). Inositol phosphate formation and its relationship to calcium signaling. Environmental Health Perspectives 84: 141–7. PMC 1567643. PMID 2190808. doi:10.1289/ehp.9084141. 
  11. Yoshida Y, Imai S (June 1997). Structure and function of inositol 1,4,5-trisphosphate receptor. Japanese Journal of Pharmacology 74 (2): 125–37. PMID 9243320. doi:10.1254/jjp.74.125. 
  12. Chapter 8: Intracellular Signal Transduction: Second Messengers. Neuroscience (вид. 2nd). Sinauer Associates. 2001. ISBN 978-0-87893-742-4. 
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
Vtorinni poseredniki abo vtorinni mesendzheri ce vnutrishnoklitinni signalni molekuli yaki vivilnyayutsya klitinoyu u vidpovid na vpliv pozaklitinnih signalnih molekul pervinnih poserednikiv Vtorinni poseredniki v sinapsiKoli ciklichnij AMF zv yazuyetsya z R subodiniceyu PKA C subodinicya vivilnyayetsya deyaki C subodinici difunduyut do yadra de voni fosforilyuyut CREBVtorinni poseredniki viklikayut fiziologichni zmini na klitinnomu rivni taki yak proliferaciya diferenciaciya migraciya vizhivannya apoptoz i depolyarizaciya Voni ye odnim iz trigeriv vnutrishnoklitinnih kaskadiv peredachi signalu 1 Prikladi vtorinnih molekul mesendzheriv vklyuchayut ciklichnij AMF cAMF ciklichnij GMP inozitoltrifosfat diacilglicerin i kalcij 2 Pervinnimi mesendzherami ye pozaklitinni faktori chasto gormoni abo nejromediatori taki yak adrenalin gormon rostu serotonin tosho Oskilki peptidni gormoni ta nejromediatori zazvichaj ye biohimichno gidrofilnimi molekulami ci pervinni poseredniki ne mozhut fizichno peretinati podvijnij fosfolipidnij shar shob iniciyuvati zmini vseredini klitini bezposeredno na vidminu vid steroyidnih gormoniv yaki zazvichaj ce roblyat Ce funkcionalne obmezhennya vimagaye vid klitini nayavnosti mehanizmiv peredachi signalu dlya peretvorennya pervinnogo poserednika u vtorinnij poserednik shob pozaklitinnij signal mig poshiryuvatisya vnutrishnoklitinno Vazhlivoyu osoblivistyu sistemi signalizaciyi vtorinnogo poserednika ye te sho voni mozhut buti zgodom poyednani z bagatociklichnimi kinaznimi kaskadami shob znachno pidsiliti silu pochatkovogo signalu pershogo poserednika 3 4 Napriklad signali RasGTP z yednuyutsya z kaskadom proteyinkinazi sho aktivuyetsya mitogenom MAPK dlya posilennya alosterichnoyi aktivaciyi proliferativnih faktoriv transkripciyi takih yak Myc i CREB Erl Vilbur Sazerlend molodshij vidkriv vtorinni poseredniki za sho otrimav Nobelivsku premiyu z fiziologiyi ta medicini 1971 roku Sazerlend pobachiv sho adrenalin stimulyuye pechinku peretvoryuvati glikogen na glyukozu u klitinah pechinki ale sam po sobi adrenalin ne peretvoryuye glikogen u glyukozu Vin viyaviv sho adrenalin povinen aktivuvati vtorinnogo poserednika ciklichnij AMF shob pechinka peretvoryuvala glikogen na glyukozu 5 Ci mehanizmi buli detalno opisani Martinom Rodbellom i Alfredom G Gilmanom yaki otrimali Nobelivsku premiyu 1994 roku 6 7 Sistemi vtorinnih mesendzheriv mozhut buti sintezovani ta aktivovani fermentami napriklad ciklazami yaki sintezuyut ciklichni nukleotidi abo shlyahom vidkrittya ionnih kanaliv dlya zabezpechennya priplivu ioniv metaliv yak napriklad peredacha signaliv Ca 2 Ci malenki molekuli zv yazuyut i aktivuyut proteyinkinazi ionni kanali ta inshi bilki takim chinom prodovzhuyuchisignalnij kaskad Zmist 1 Tipi vtorinnih molekul poserednikiv 2 Zagalni mehanizmi sistem vtorinnih poserednikiv 3 Prikladi 4 Vtorinni poseredniki v signalnomu shlyahu fosfoinozitolu 5 Posilannya 6 PrimitkiTipi vtorinnih molekul poserednikiv RedaguvatiIsnuye tri osnovni tipi vtorinnih molekul poserednikiv Gidrofobni molekuli nerozchinni u vodi molekuli taki yak diacilglicerol ta fosfatidilinozitoli yaki pov yazani z membranoyu ta difunduyut iz plazmatichnoyi membrani v mizhmembrannij prostir de voni mozhut dosyagati ta regulyuvati asocijovani z membranoyu efektorni bilki Gidrofilni molekuli vodorozchinni molekuli taki yak cAMF cGMF inozitortrifosfat i Ca 2 yaki znahodyatsya v citozoli Gazi oksid azotu NO monooksid vuglecyu CO i sirkovoden H2S yaki mozhut difunduvati yak cherez citozol tak i cherez klitinni membrani Ci vnutrishnoklitinni mesendzheri mayut deyaki spilni vlastivosti Voni mozhut buti sintezovani vivilneni ta znovu rozshepleni v specifichnih reakciyah fermentami abo ionnimi kanalami Deyaki taki yak Ca 2 mozhut zberigatisya v specialnih organelah i shvidko vivilnyatisya za potrebi Yih virobnictvo vivilnennya ta znishennya mozhut buti lokalizovani dozvolyayuchi klitini obmezhuvati prostir i chas signalnoyi aktivnosti Zagalni mehanizmi sistem vtorinnih poserednikiv Redaguvati nbsp Zagalna shema mehanizmu vtorinnih poserednikivIsnuye kilka riznih sistem vtorinnih poserednikiv sistema cAMF sistema fosfoinozitolu ta sistema arahidonovoyi kisloti ale vsi voni dosit shozhi za zagalnim mehanizmom hocha zalucheni rechovini ta zagalnij efekt mozhut vidriznyatisya U bilshosti vipadkiv ligand zv yazuyetsya z bilkovoyu molekuloyu receptora sho ohoplyuye membranu Zv yazuvannya ligandu z receptorom viklikaye zminu konformaciyi v receptori Cya zmina konformaciyi mozhe vplinuti na aktivnist receptora ta prizvesti do virobnictva aktivnih vtorinnih poserednikiv U vipadku receptoriv pov yazanih iz G bilkom zmina konformaciyi vidkrivaye sajt zv yazuvannya dlya G bilka G bilok nazvanij na chest molekul guanozindifosfatu i guanozintrifosfatu yaki z nim zv yazuyutsya pov yazanij z vnutrishnoyu membranoyu klitini i skladayetsya z troh subodinic alfa beta i gamma G bilok vidomij yak peretvoryuvach Koli G bilok zv yazuyetsya z receptorom vin staye zdatnim obminyuvati molekulu guanozindifosfatu na svoyij alfa subodinici na molekulu guanozintrifosfatu Koli cej obmin vidbuvayetsya alfa subodinicya peretvoryuvacha G bilka vidrivayetsya vid beta ta gamma subodinic usi chastini zalishayutsya zv yazanimi z membranoyu Alfa subodinicya teper vilno peresuvayuchis uzdovzh vnutrishnoyi membrani zreshtoyu kontaktuye z inshim membranozv yazanim bilkom pervinnim efektorom Todi pervinnij efektor vikonuye diyu yaka stvoryuye signal yakij mozhe poshiryuvatisya vseredini klitini Cej signal nazivayetsya vtorinnim poserednikom Potim vtorinnij mesendzher mozhe aktivuvati vtorinnij efektor efekti yakogo zalezhat vid konkretnoyi sistemi vtorinnogo poserednika Ioni kalciyu ye odnim iz tipiv vtorinnih mesendzheriv i vidpovidayut za bagato vazhlivih fiziologichnih funkcij vklyuchayuchi skorochennya m yaziv zaplidnennya ta vivilnennya nejromediatoriv Zazvichaj ioni zv yazuyutsya abo zberigayutsya u vnutrishnoklitinnih komponentah takih yak endoplazmatichnij retikulum ER i mozhut vivilnyatisya pid chas peredachi signalu Ferment fosfolipaza S viroblyaye diacilglicerin ta inozitoltrifosfat sho pidvishuye proniknist ioniv kalciyu v membranu Aktivnij G proteyin vidkrivaye kalciyevi kanali propuskayuchi ioni kalciyu v plazmatichnu membranu Inshij produkt fosfolipazi S diacilglicerin aktivuye proteyinkinazu S yaka spriyaye aktivaciyi cAMF inshogo vtorinnogo poserednika Prikladi RedaguvatiShablon Second messenger systemVtorinni poseredniki v signalnomu shlyahu fosfoinozitolu RedaguvatiInozitoltrifosfat IP 3 DAG i Ca 2 ye vtorinnimi poserednikami v fosfoinozitolovomu shlyahu Shlyah pochinayetsya zi zv yazuvannya pozaklitinnih pervinnih poserednikiv takih yak adrenalin acetilholin i gormoni angiotenzin gonadotropin rilizing gormon somatotropin rilizing gormon oksitocin i tireotropin rilizing gormon z yihnimi vidpovidnimi receptorami Adrenalin zv yazuyetsya z receptorom pov yazanim z bilkom a1 GTPase GPCR a acetilholin z M1 i M2 GPCR 8 nbsp Signalnij shlyah fosfoinozitoluZv yazuvannya pervinnogo poserednika z cimi receptorami prizvodit do konformacijnoyi zmini receptora a subodinicya za dopomogoyu faktoriv obminu guanin nukleotidiv GEFS vivilnyaye GDP i zv yazuye GTP sho prizvodit do disociaciyi subodinici ta podalshoyi aktivaciyi 9 Aktivovana a subodinicya aktivuye fosfolipazu S yaka gidrolizuye pov yazanij z membranoyu fosfatidilinozitol 4 5 bisfosfat PIP 2 sho prizvodit do utvorennya vtorinnih poserednikiv diacilglicerinu DAG ta inozitol 1 4 5 trifosfatu IP 3 10 IP 3 zv yazuyetsya z kalciyevimi nasosami na ER transportuyuchi Ca 2 inshij vtorinnij poserednik u citoplazmu 11 12 Zreshtoyu Ca 2 zv yazuyetsya z bagatma bilkami aktivuyuchi kaskad fermentativnih shlyahiv Posilannya RedaguvatiSecond messengers Procitovano 10 lyutogo 2006 Animation Second Messenger cAMPPrimitki Redaguvati First Messengers eLS Chichester John Wiley amp Sons Ltd May 2001 ISBN 978 0470016176 doi 10 1002 9780470015902 a0024167 Second Messengers Cell Biology vid 3rd Elsevier Inc 1 sichnya 2017 s 443 462 ISBN 978 0 323 34126 4 doi 10 1016 B978 0 323 34126 4 00026 8 MeSH Second Messenger Systems Second Messengers www biology pages info Procitovano 3 grudnya 2018 Reece Jane Campbell Neil 2002 Biology San Francisco Benjamin Cummings ISBN 978 0 8053 6624 2 The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1994 NobelPrize org amer Procitovano 3 grudnya 2018 The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1994 NobelPrize org amer Procitovano 3 grudnya 2018 Graham RM Perez DM Hwa J Piascik MT May 1996 a1 Adrenergic receptor subtypes molecular structure function and signaling Circulation Research 78 5 737 49 PMID 8620593 doi 10 1161 01 RES 78 5 737 Wedegaertner PB Wilson PT Bourne HR January 1995 Lipid modifications of trimeric G proteins The Journal of Biological Chemistry 270 2 503 6 PMID 7822269 doi 10 1074 jbc 270 2 503 Hughes AR Putney JW March 1990 Inositol phosphate formation and its relationship to calcium signaling Environmental Health Perspectives 84 141 7 PMC 1567643 PMID 2190808 doi 10 1289 ehp 9084141 Yoshida Y Imai S June 1997 Structure and function of inositol 1 4 5 trisphosphate receptor Japanese Journal of Pharmacology 74 2 125 37 PMID 9243320 doi 10 1254 jjp 74 125 Chapter 8 Intracellular Signal Transduction Second Messengers Neuroscience vid 2nd Sinauer Associates 2001 ISBN 978 0 87893 742 4 Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Vtorinni poseredniki amp oldid 40634409