транскрипции.
Во время антитерминации транскрипции, опосредуемой Q-белком,
последний взаимодействует с нетранскрибируемой цепью ДНК промоторного
или элонгирующего комплексов в пределах первых 20–25 нуклеотидов ниже
точки инициации транскрипции позднего фагового промотора. При этом белок Q
не образует комплекса с РНК и оказывает свое действие на транскрипцию
через регуляторную субъединицу РНК-полимеразы σ70. Для реализации Q-
зависимой антитерминации in vivo необходимо, чтобы произошла задержка в
перемещении элонгирующей РНК-полимеразы вдоль матрицы вскоре после
инициации транскрипции. В это время уже освободившаяся из
транскрипционного комплекса σ-субъединица входит в контакт с
нетранскрибируемой цепью ДНК в открытом участке (транскрипционном
пузырьке), расположенном на 15 нуклеотидов ниже точки инициации
транскрипции. Таким образом, σ-субъединица остается ассоциированной с
транскрибирующим комплексом и опосредует антитерминирующее действие Q-
белка на больших расстояниях (несколько тысяч пар оснований) от промотора.
В этом случае совместное действие фактора инициации транскрипции (σ-
субъединицы) и ДНК-связывающего белка-антитерминатора изменяют свойства
элонгирующей РНК-полимеразы, которая освобождает промотор после
кратковременной паузы в элонгации. Эти необычные свойства σ-субъединицы,
проявляемые во время вирусной инфекции, позволяют высказывать
предположение о ее возможном участии в контроле транскрипции
бактериальных генов на уровне освобождения промотора и элонгации синтеза
РНК.
Лямбдоидный бактериофаг HK022. При заражении клеток E. coli этим
бактериофагом происходит исключение (подавление развития) фага λ, в
котором участвует вирусный белок nun. Этот белок, родственный белку N фага
λ, также участвует в контроле элонгации РНК у бактериофага HK022. Во время
λ-инфекции Nun-белок нарушает функционирование N-белка, предотвращая
антитерминацию синтеза РНК и вызывая его терминацию. При этом оба белка
взаимодействуют с одними и теми же последовательностями РНК, однако
оказывают противоположное действие на элонгирующий транскрипционный
комплекс. Бактериофаг HK022 обладает собственной регуляторной системой
антитерминации транскрипции, для функционирования которой не требуется
белок Nun, но необходима его мРНК. В этом случае элонгирующий комплекс
перестает узнавать терминаторы транскрипции после прямого взаимодействия
Nun-РНК с β’-субъединицей РНК-полимеразы. Для осуществления
антитерминации по такому механизму не требуется участия других вирусных
белков.
Бактериофаг Т4. Бактериофаг Т4 использует бактериальную РНК-
полимеразу для транскрипции своего собственного генома, ингибируя синтез
РНК бактериальной клетки-хозяина. В подавлении транскрипции участвует
фаговый белок Alc, взаимодействующий с β-субъединицей РНК-полимеразы
E. coli, что сопровождается прекращением транскрипции матричных ДНК,
содержащих остатки цитозина. Т4-ДНК содержит вместо остатков С остатки 5-
гидроксиметилцитозина и эффективно транскрибируется РНК-полимеразой как
в присутствии Alc-белка, так и без него. В отличие от этого матричные ДНК,
содержащие немодифицированные остатки С, не транскрибируются
бактериальной РНК-полимеразой только в присутствии белка Alc, и даже
простое метилирование остатков цитозина в положении С5 обеспечивает
защиту транскрипции от преждевременной терминации, вызываемой этим
белком.
Координация элонгации транскриптов с метаболизмом ДНК.
Транскрипция происходит координированно с репликацией бактериальной ДНК
и сегрегацией хромосом в дочерние клетки. Транскрибирующая РНК-
полимераза часто встречается в процессе синтеза РНК с репликативным
бактериальным комплексом. Для сведения к минимуму отрицательного
эффекта такой встречи активно транскрибируемые гены E. coli, других бактерий
и бактериофагов ориентированы на хромосомах таким образом, чтобы синтез
ДНК и РНК происходил в одном направлении. Но даже в этом случае встреча
двух работающих комплексов неизбежна, поскольку репликация ДНК
происходит в 10–20 раз быстрее транскрипции тех же ее участков.
Теоретически отрицательные последствия такого столкновения заключаются в
том, что в отличие от ДНК-полимераз, которые функционируют по
дистрибутивному механизму, т.е. способны продолжать синтез ДНК после его
временного прекращения и отделения фермента от матрицы, РНК-полимеразы
являются процессивными ферментами. Они не могут продолжить синтез РНК
после распада элонгирующего комплекса и для вовлечения в новый цикл
транскрипции требуют инициации синтеза РНК на промоторе. При этом энергия,
затраченная на синтез недостроенного фрагмента РНК, безвозвратно теряется.
Данная проблема особенно актуальна для больших эукариотических генов,
например гена дистрофина, размер которого превышает 2000 т.п.о. Тем не
менее, методом электронной микроскопии показано, что у E. coli репликативная
вилка может смещать с ДНК элонгирующий транскрипционный комплекс.
Установлено также, что элонгация транскриптов оказывает влияние на
правильную терминацию репликации.
У бактериофага Т4 репликативный аппарат может функционировать без
разрушения элонгирующих транскрипционных комплексов независимо от
направления транскрипции по отношению к направлению синтеза ДНК. В
опытах Б. Лиу и Б.М. Албертса (1995 г.) с высокоочищенными компонентами
аппаратов транскрипции и репликации бактериофага Т4 было установлено, что
при одновременно происходящих транскрипции и репликации оба работающих
комплекса не мешают друг другу выполнять свои функции. При прохождении
репликативной вилки через транскрибируемый участок ДНК этого вируса
положение РНК-полимеразы на матрице не изменяется. Во время контакта
работающей репликативной вилки с РНК-полимеразой в составе тройного
комплекса не было обнаружено изменений его стабильности как во время
активного синтеза РНК, так и в состоянии задержки транскрипции. Неожиданно
оказалось, что при столкновении репликативного и транскрипционного
комплексов друг с другом РНК-полимераза переключается на использование в
качестве матрицы вновь синтезированной дочерней цепи ДНК. Во время такой
смены матриц РНК-полимераза сохраняет связь с растущим транскриптом,
остается в активном состоянии и продолжает безошибочно синтезировать
правильную цепь РНК. Этот пример указывает на возможный механизм
координации репликации и транскрипции у других, более сложноустроенных
организмов.
Белковые факторы, регулирующие элонгацию РНК у бактерий.
Белковые факторы и небольшие молекулы, изменяющие свойства
элонгирующих РНК-полимераз, столь же разнообразны, как и упомянутые выше
механизмы регуляции транскрипции на уровне элонгации РНК. Это особенно
относится к эукариотам, о которых речь пойдет в следующем разделе книги.
Некоторые факторы стимулируют элонгацию через супрессию временной
задержки РНК-полимераз на транскрибируемых матрицах или путем активации
комплексов, полностью прекративших транскрипцию. Другие __________факторы
обеспечивают терминацию или антитерминацию транскрипции. У эукариот
имеются белки, изменяющие активность белковых компонентов элонгирующих
комплексов, а также структуру транскрибируемого хроматина. Некоторые
регуляторные белки осуществляют свое действие, связываясь
непосредственно с растущим транскриптом или матричной ДНК, другие – через
белок–белковые взаимодействия. Во многих случаях механизм действия
регуляторных белков остается невыясненным.
У E. coli имеются уже упоминавшиеся выше белковые факторы GreA и
GreB, которые выводят элонгирующий комплекс РНК-полимеразы из состояния
полного прекращения синтеза РНК путем стимуляции эндонуклеазного
отщепления 3’-концевой части элонгируемого транскрипта. Ген, кодирующий
белок GreA, впервые был обнаружен генетическими методами как ген-
супрессор температурно-чувствительной мутации в β’-субъединице РНК-
полимеразы E. coli. Инактивация генов greA или greB по отдельности с
помощью мутаций не сопровождается выраженным изменением фенотипа
мутантных бактерий, однако двойная мутация делает бактериальные клетки
температурно-чувствительными. Для таких мутантных клеток была характерна
быстрая реверсия к обычному нетемпературно-чувствительному фенотипу. На
этом основании делается вывод о значительном преимуществе в росте
бактериальных клеток, обладающих функциональными белками GreA и GreB,
даже при пермиссивной температуре. Те же генетические свойства характерны
и для фактора элонгации транскрипции TFIIS(SII) S. cerevisiae –
функционального (но не структурного) гомолога вышеупомянутых
бактериальных факторов.
Среди регуляторов элонгации транскрипции, действующих по типу
терминации–антитерминации синтеза РНК, для полноты картины следует
упомянуть уже обсуждавшиеся выше фактор терминации транскрипции ρ, а
также белки-антитерминаторы транскрипции N и Q бактериофага λ.
3.2. Регуляция экспрессии генов на уровне транскрипции у эукариот
Несмотря на то что основные принципы регуляции транскрипции генов у
прокариотических и эукариотических организмов остаются неизменными –
через специфические взаимодействия белков и нуклеиновых кислот друг с
другом, а также между собой, данный процесс у эукариот характеризуется
рядом существенных особенностей. Это связано, прежде всего, с
необходимостью поддержания координированной экспрессии эукариотических
генов в более сложноорганизованной генетической системе. Достаточно
вспомнить, что в организме человека гистологически различают, по крайней
мере, 100 типов клеток, формирующих его органы и ткани. Для любого типа
клеток характерен свой уникальный набор экспрессирующихся генов, которые
начинают функционировать во время дифференцировки клеток-
предшественников. Кроме того, сам процесс формирования органов и тканей
сопровождается пролиферацией строго определенных групп клеток, а также
упорядоченным во времени и пространстве перемещением клеток. Все эти
особенности жизнедеятельности клеток высших организмов обеспечиваются
функционированием их генов.
Гены высших организмов подразделяют по функциональному признаку
на две большие группы: "гены домашнего хозяйства" (housekeeping genes) и
"гены роскоши" (luxury genes). К первой группе относятся гены,
функционирующие повсеместно, на всех стадиях жизненного цикла организма.
Они обеспечивают процесс гликолиза, биосинтез аминокислот и нуклеотидов,
катаболизм белков и т.п. Гены, относящиеся ко второй группе, экспрессируются
лишь в специализированных клетках и являются маркерами
дифференцированных состояний этих клеток.
Сложность жизненного цикла многоклеточных организмов накладывает
свои требования на особенности функционирования их генов. В частности,
большое число генов и даже целые блоки их функционируют лишь на
определенных стадиях эмбриогенеза и не транскрибируются в клетках
взрослого организма. У человека к ним относятся, например гены α-
фетопротеина. Экспрессия этих генов в клетках взрослого организма
свидетельствует о развитии патологического процесса, в частности
злокачественных новообразований в печени. Еще более ярким примером
такого рода является избирательная инактивация одной из X-хромосом у самок
млекопитающих.
Тканеспецифический характер экспрессии генов роскоши обеспечивается
различными механизмами. В этом случае ключевую роль играют
специфические взаимодействия белковых факторов транскрипции с
регуляторными последовательностями нуклеиновых кислот. Транскрипцию
генов высших организмов осуществляют, по крайней мере, три различные РНК-
полимеразы. При этом для промоторов каждой из них характерны
специфические регуляторные последовательности нуклеотидов, с которыми
взаимодействуют свои факторы транскрипции, изменяющие уровень
транскрипции соответствующих генов (см. рис. I.4).
В свою очередь, сами эукариотические факторы транскрипции реализуют
новый, известный (в таком масштабе) только у эукариот механизм регуляции
экспрессии генов на уровне транскрипции так называемого комбинаторного
типа. Молекулы факторов транскрипции обладают консервативными доменами,
которые дают им возможность осуществлять высокоспецифические белок-
белковые и белково-нуклеиновые взаимодействия. В результате, in vivo
происходит объединение факторов транскрипции и других регуляторных
белков, обладающих соответствующими доменами, в разных сочетаниях в
большие регуляторные комплексы. Каждое новое сочетание факторов, число
которых хотя и велико, но ограничено, придает комплексу уникальные
регуляторные свойства, обеспечивая изменение специфичности его
взаимодействия с регуляторными последовательностями ДНК и другими
регуляторными белками аппарата транскрипции. В результате реализации
такого механизма достигается беспрецедентная гибкость в модуляции уровней
транскрипции эукариотических генов и соответственно в контроле экспрессии
фенотипических признаков клетки и организма.
Не менее уникальна способность эукариот использовать для регуляции
транскрипции своих генов изменения структуры хроматина. С помощью таких
эффективных механизмов осуществляется репрессия и дерепрессия генов во
время дифференцировки клеток, и соответствующее функциональное
состояние отдельных генов, их больших массивов и даже целых хромосом
может поддерживаться на протяжении всей жизни организма. Перестройки
хроматина в окрестностях регуляторных участков генов происходят и в связи с
более тонкой регуляцией их транскрипции.
Несмотря на то что изменение уровней транскрипции генов является
одним из важнейших способов регуляции их экспрессии, такая стратегия –
лишь одна из многих, используемых эукариотическими организмами для
контроля биосинтеза, содержания и функционирования соответствующих
продуктов генов: белков или нуклеиновых кислот. В процессе синтеза и после
его завершения первичный транскрипт подвергается многочисленным
посттранскрипционным модификациям и процессингу. Таким образом,
генетической информации, заключенной в конкретном гене, недостаточно для
полноценной экспрессии, и чтобы ген правильно функционировал, требуется
координированная работа дополнительных генов, многие из которых активны
не вблизи регулируемых генов, а в других тканях, удаленных от клеток-
мишеней. Для осуществления такой передачи регуляторных сигналов на
большие расстояния в организме присутствуют специальные системы,
осуществляющие генерацию сигналов, перенос их к клеткам-мишеням, а также
специфическое распознавание сигналов клетками, которым они адресованы.
3.2.1. Передача сигнала и вторичные мессенджеры
Жизнь любой клетки, включая глобальные процессы ее роста, деления и
даже гибели, зависит от внешних регуляторных сигналов, которые она
воспринимает. Такими сигналами могут быть физические воздействия
(температура, ионизирующее и другое электромагнитное излучение) или
многочисленные химические соединения. Хорошо изученными веществами,
которые организм использует для регуляции жизнедеятельности клеток,
являются, например стероидные гормоны, цитокины или факторы роста,
которые, достигая клеток-мишеней, вызывают в них специфические
метаболические изменения, связанные в том числе и с изменением экспрессии
больших групп генов. Не менее сильный и часто также специфический ответ
вызывают различные физиологически активные вещества экзогенного
происхождения, например феромоны или токсины.
Все эти сигналы, передающиеся через соответствующие сигнальные
молекулы, являются первичными по отношению к тем каскадам биохимических
реакций, которые запускаются в клетках в ответ на их воздействие. Первичные
сигналы распознаются клетками благодаря наличию у них специальных
молекул-рецепторов белковой природы, взаимодействующих с первичными
сигнальными молекулами или воздействиями физической природы. Первичный
сигнал, как правило, не действует прямо на те метаболические процессы в
клетке, для регуляции которых он предназначен. Вместо этого
воспринимающий его рецептор инициирует образование в клетке
промежуточных химических соединений, запускающих внутриклеточные
процессы, воздействие на которые было целью первичного внеклеточного
сигнала. Поскольку такие промежуточные соединения несут в себе
информацию о первичном регуляторном сигнале и являются вторичными его
переносчиками, они получили название вторичных мессенджеров. Ими могут
быть различные ионы, циклические нуклеотиды, продукты деградации липидов
и целый ряд других химических соединений биогенного происхождения.
Использование эукариотами системы вторичных мессенджеров
переводит их на новый уровень интеграции всех метаболических и
катаболических процессов, что необходимо для существования
многоклеточных организмов. В частности, вторичные мессенджеры позволяют
многократно усиливать первичный регуляторный сигнал от внеклеточных
регуляторных молекул, которые благодаря этому осуществляют свое действие,
находясь в небольших концентрациях во внеклеточном пространстве. Кроме
того, многие группы клеток и тканей приобретают способность к однотипной и
одновременной реакции на первичный регуляторный сигнал, например на
действие гормона какого-либо органа эндокринной системы. Это обеспечивает
возможность быстрой адаптации многоклеточного организма к изменяющимся
условиям внутренней и окружающей среды.
Трансмембранный перенос первичных сигналов. Для того чтобы
первичный регуляторный сигнал достиг ядра и оказал свое воздействие на
экспрессию генов-мишеней, он должен пройти через двухслойную мембрану
именно тех клеток, которым он предназначен. Как правило, это достигается
благодаря наличию на поверхности клеток рецепторов белковой природы,
специфически выбирающих из окружающей среды сигналы, распознать
которые они в состоянии (рис. I.22). В простейшем случае, когда в качестве
низкомолекулярных регуляторов выступают гидрофобные химические
соединения, растворимые в липидах мембран (например стероидные гормоны),
для их переноса не используются рецепторы, и они проникают в клетку путем
радиальной диффузии. Внутри клеток такие соединения специфически
взаимодействуют с белковыми рецепторами, а образующийся комплекс
переносится в ядро, где оказывает свое регуляторное воздействие на
транскрипцию соответствующих генов (см. рис. I.22, а).
В отличие от этого рецепторы мембран, ориентированные во
внеклеточное пространство, обладают способностью осуществлять транспорт
лиганда-регулятора внутрь клеток посредством эндоцитоза (поглощения путем
втягивания мембраны) комплекса лиганд-рецептор в составе мембранных
везикул. Такой механизм используется, в частности, для переноса внутрь
клеток молекул холестерина, ассоциированных с рецепторами липопротеинов
низкой плотности (см. рис. I.22, б). Другой тип рецепторов, ориентированных на
внеклеточные лиганды, – это трансмембранные молекулы или группа молекул.
Взаимодействие с лигандом внешней части таких молекул сопровождается
индукцией ферментативной активности, ассоциированной с внутриклеточной
частью того же самого полипептида (см. рис. I.22, в). Примерами подобных
рецепторов, обладающих активностью тирозиновых протеинкиназ, являются
рецепторы инсулина, эпидермального фактора роста или фактора роста
тромбоцитов. В синапсах нейронов и местах контакта нейромышечных тканей
лиганды-нейромедиаторы (например ацетилхолин или γ-аминомасляная
кислота) взаимодействуют с трансмембранными ионными каналами (см.
рис. I.22, г). В ответ на это происходит открытие ионных каналов,
сопровождаемое перемещением ионов через мембрану и быстрым изменением
трансмембранного электрического потенциала. Другие трансмембранные
рецепторы осуществляют связь белков внеклеточного матрикса с
микрофиламентами цитоскелета клеток и регуляцию формы клеток, зависящую
от внеклеточного матрикса, их подвижности и роста (см. рис. I.22, д). Наконец,
большая группа внеклеточных сигналов распознается рецепторами,
ассоциированными на внутренней поверхности мембраны с GTP-
связывающими белками, которые, в свою очередь, в ответ на первичный сигнал
начинают синтез вторичных мессенджеров, регулирующих активность
внутриклеточных белков (см. рис. I.22, е). Классификация по структурному
признаку рецепторов, осуществляющих перенос сигнала в клетки через
мембраны, приведена в табл. I.12.
Рис. I.22. Способы передачи внеклеточных регуляторных сигналов
через мембраны эукариотических клеток (а – е)
Y и Y–P – нефосфорилированные и фосфорилированные остатки Tyr в
белках соответственно. Показано также превращение предшественника X
во вторичный мессенджер Z
Все рецепторы, участвующие в трансмембранной передаче сигнала,
подразделяют на три класса. При этом, как правило, учитывается сходство или
различие вторичных структур субъединиц, а не особенности их аминокислотных
последовательностей. Рецепторы 1-го класса образуют олигомерные структуры
вокруг пор в мембранах. Перенос сигнала в этом случае происходит в
результате открытия или (в одном случае) закрытия ионных каналов. Основная
часть рецепторов 2-го класса погружена в мембраны, и каждая из субъединиц
содержит последовательности, распознаваемые G-белками (см. ниже). Для
всех субъединиц этого класса характерно наличие трансмембранной (ТМ)
последовательности, которая 7 раз пересекает мембрану. Субъединицы
рецепторов 3-го класса минимально погружены в мембраны, что обеспечивает
подвижность рецепторов и возможность их интернализации (перехода в
цитоплазму клеток в составе мембранной везикулы). Большая часть
полипептидных цепей этих субъединиц экспонирована наружу клеток.
Вторичные мессенджеры. Гипотеза о том, что действие гормонов на
метаболизм клеток и экспрессию генов опосредуется внутриклеточными
вторичными мессенджерами, впервые появилась после открытия в конце 1950-
х годов Е. Сазерлендом циклического аденозин-3’,5’-монофосфата (cAMP). К
настоящему времени список вторичных мессенджеров расширился и включает
циклический гуанозин-3’,5’-монофосфат, фосфоинозитиды, ионы Ca2+ и H+,
метаболиты ретиноевой и арахидоновой кислот, закись азота (NO), а также
некоторые другие химические соединения биогенного происхождения.
Подробное рассмотрение особенностей механизма действия каждого из них
выходит за рамки данной монографии, хотя все они могут оказывать
специфическое влияние на экспрессию генов.
Таблица I.12
Рецепторы мембран, осуществляющие трансмембранный перенос сигнала
Класс рецепторов Четвертичная структура Система переноса
сигнала
Лиганд
1. Олигомеры, окружающие
каналы:
а) активируемые снаружи;
б) активируемые изнутри
Гетеромеры / гомомеры Ионные каналы,
регулируемые медиаторами
а) γ-аминомасляная кислота,
Gly, ацетилхолин и т.п.
б) cGMP, cAMP, ATP, ионы
Ca2+ и т.п.
2. Полипептиды с
семью гидрофобными
доменами.
Суперсемейства:
I. Основное
суперсемейство
II. Рецепторы секретина,
VIP, паратиреоидного
гормона и кальцитонина
III. Рецепторы глутамата
Мономеры /
гомодимеры /,
посттрансляционно
образующиеся гетеродимеры
Через G-белки:
а) вместе с диффундируемым
переносчиком;
б) непосредственно действуют
на каналы
в) после расщепления
пептидным гормоном,
действующим как сайт-
специфическая протеиназа
с образованием
самоактивирующегося
рецептора
а) низкомолекулярные
медиаторы (кроме Gly):
нейропептиды, одоранты,
цитокины (IL-8), липиды и
подобные агонисты (PAF,
эйкозаноиды)
б) атриальные мускариновые,
нейроновые, α1-
адренергические лиганды
в) тромбин
Таблица I.12 (окончание)
Класс рецепторов Четвертичная структура Система переноса
сигнала
Лиганд
3. Полипептиды с одним
гидрофобным доменом:
I. Содержащие одну
трансмембранную ТМ-
последовательность
II. Не содержащие ТМ-
последовательность, но
обладающие якорной
последовательностью для
закрепления в мембране
Мономеры /
гомодимеры /, гетеродимеры,
образующиеся
посттрансляционно / нативные
гетеродимеры /
гетеротримеры
С помощью
лигандсвязывающей
субъединицы, являющейся:
а) тирозиновой киназой,
стимулируемой лигандами
б) гуанилатциклазой,
стимулируемой лигандами
в) с неизвестной
ферментативной
активностью
Полипептиды:
а) митогенные факторы роста,
инсулин
б) натрийуретические пептиды
в) нейротрофины, гормон
роста, пролактин и цитокины
Как было упомянуто выше, внеклеточные сигналы, воспринимаемые
рецепторами на поверхности клеток, запускают цепь внутриклеточных
биохимических реакций, опосредуемых вторичными мессенджерами, в которые
вовлекаются десятки и даже сотни внутриклеточных белков. Для организации
адекватного координированного ответа на конкретный внеклеточный сигнал
эукариотическая клетка использует две основные стратегии. В соответствии с
одной из них происходит изменение активности предсуществующих белков
(ферментов, белков цитоскелета, ионных каналов и т.п.) как следствие
аллостерических воздействий или в результате ковалентных модификаций
(фосфорилирование протеинкиназами или дефосфорилирование).
Индуцированные таким образом новые активности белков, в свою очередь,
вызывают ответ клетки, основанный на второй стратегии – изменении уровней
экспрессии конкретных генов. В результате реализации второй стратегии в
клетках меняются число молекул конкретных белков и их качественный состав.
Циклический AMP в роли вторичного мессенджера. В ряде хорошо
изученных случаев внеклеточные лиганды после взаимодействия с
рецепторами индуцируют образование вторичных мессенджеров через участие
GTP-связывающих и GTP-гидролизующих гетеродимерных белков, названных
G-белками. Во всех этих системах имеет место последовательность реакций,
отображенная на рис. I.23, а. Внеклеточный лиганд специфически распознается
трансмембранным рецептором, который, в свою очередь, активирует
соответствующий G-белок, локализованный на цитоплазматической
поверхности мембраны. Активированный G-белок изменяет активность
эффектора (обычно фермента или белка ионного канала, в рассматриваемом
случае – аденилатциклазы), который повышает внутриклеточную концентрацию
вторичного мессенджера (в нашем примере – cAMP). Каждый вид рецептора
взаимодействует только с определенным представителем семейства G-белков,
а каждый G-белок – со специфическим классом эффекторных молекул. Таким
образом, в одном конкретном случае гормон или нейромедиатор, реагируя со
своим рецептором, вызывает активацию GS-белка, стимулирующего
аденилатциклазу. Этот фермент-эффектор превращает внутриклеточный ATP в
cAMP – классический вторичный мессенджер. Внутриклеточный уровень cAMP
может специфически понижаться под действием фосфодиэстеразы, которая
превращает cAMP в 5’-AMP.
cAMP активирует множество cAMP-зависимых протеинкиназ, каждая из
которых фосфорилирует определенные белки-субстраты. В большинстве
клеток животных присутствуют, по крайней мере, две хорошо
охарактеризованные cAMP-зависимые протеинкиназы, фосфорилирующие
белки-мишени по остаткам Ser и Thr (серин/треониновые A-киназы). Обе A-
Дата добавления: 2015-08-29; просмотров: 28 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |