Рецепторы, сопряжённые с G-белками: (С protein coupled receptors, GPCR), передают сигнал от первичных

Передача (трансдукция) информации через клеточную мембрану

Рецепторы, сопряжённые с G-белками:  (С protein coupled receptors, GPCR), передают сигнал от первичных

Важное свойство всех живых существ – способность воспринимать, перерабатывать и передавать информацию. Несмотря на громадное разнообразие систем получения и переработки информации, функционирующих в животных и растительных организмах, все они основаны на едином принципе.

Процесс получения информации, как правило, начинается с взаимодействия сигнала (химического агента, кванта света, механического воздействия и т.п.) с рецептором – мембранным белком. Следующий этап – передача информации в центр переработки информации, находящийся внутри клетки.

Этот процесс происходит с помощью вторичных мессенджеров (посредников).

В ответ на получение сигнала вторичного мессенджера в клетке происходит биохимическая модификация специализированных молекул-эффекторов, через которые и формируется ответ биологической системы (рис. 63).

Рис. 63. Три основных механизма нейроэндокринной регуляции клеток[A39]

Именно по такому принципу функционируют нервная, гормональная и иммунная системы животных, на такие же стадии могут быть разложены и фотобиологические процессы, протекающие в организмах как животных, так и в растений.

Общий принцип действия всех систем приема и передачи информации связан не только с химической модификацией мембранных белков, но и с изменением концентрации заряженных ионов внутри и вне клетки, формирование трансмембранного потенциала.

В последнее время выяснилось, что этот процесс играет важную физиологическую роль не только в нервной ткани, но и при переработке информации в тромбоцитах, лимфоцитах, тучных клетках.

Сигнальные молекулы, включая молекулы большинства гормонов, как правило, не проникают внутрь клетки, а специфически взаимодействуют с рецепторами, локализованными во внешней клеточной мембране и представляющими собой интегральные мембранные белки, полипептидная цепь которых пронизывает толщу мембраны несколько раз и которые могут быть выделены из[A40] мембраны только после ее разрушения, например, с помощью детергента. Стероидные и тиреоидные гормоны, будучи гидрофобными по своей природе, способны проникать через плазматическую мембрану внутрь клетки, где они взаимодействуют с растворимыми рецепторными белками, локализованными в цито- и (или) нуклеоплазме. Они представляют, по-видимому, эволюционно более примитивный (но и более гарантированный) способ передачи информации.

Разнообразные молекулы, инициирующие трансмембранную передачу сигналов, активируют рецепторы, действуя на них обычно при очень низких концентрациях, порядка 10-8-9 М.

Важно помнить, что поверхность животной клетки очень динамична. Внутриклеточные везикулы часто сливаются с плазматической мембраной, а участки плазматической мембраны, в свою очередь, могут отшнуровываться с образованием внутриклеточных везикул. Эти процессы составляют часть эндоцитозного и экзоцитозного путей, в которых рецепторы также играют важную роль.

ТИПЫ РЕЦЕПТОРОВ

Рецепторные белки делятся на два класса: глобулярные и мембранные. Первые представляют собой свободно плавающие в цитоплазме клетки высоко афинные к определенным типам молекул соединения.

Появление лигандов для этих рецепторов в цитоплазме приводит к изменению свойств этих рецепторов и выполнению ими своих функций. Например, солюбилизированная протеинкиназа С, связывая ионы кальция, присоединяется к мембране и начинает атаковать мембранные субстраты.

Другим примером такого способа управления является регуляция синтеза некоторых клеточных белков альдостероном – появляясь в крови, этот гидрофобный гормон легко проникает через клеточную мембрану, находит в цитоплазме свой рецептор и образует с ним комплекс, способный проникать в ядро.

Так комплекс распадается и высвобождающийся рецептор служит фактором инициации экспрессии соответствующих генов.

Другой пример передачи информации – это интегральные белки, которые связывают сигнальные вещества на внешней стороне мембраны и за счет изменения своей конформации генерируют новый сигнал на внутренней стороне мембраны.

Рецептор, вне зависимости от природы связывающегося с ним эффектора, имеет общий план строения: участок, расположенный вне клетки, внутримембранный участок и участок, погруженный в цитоплазму.

Внешний и внутренний участки рецептора являются вариабельными, его срединная часть – константной. N-конец рецептора (внешний) специфичен к внешнему сигналу, тогда как внутренний С-конец – к ассоциированному с рецептором внутри[A41] клеточному белку.

Свойства последнего и определяет, с какой из внутриклеточных сигнальных систем будет осуществляться взаимодействие.

В рассматриваемом случае сам сигнал, будь это химическое вещество, квант света, или даже механическое воздействие, обычно не проникает внутрь клетки, а преобразуется в результате модификации мембранных белков, которая приводит к образованию (высвобождению) молекул посредников – вторичных мессенджеров.

В общем виде передача сигнала через мембрану может быть сведена к трем основным стадиям: I – взаимодействие сигнальной молекулы с рецептором, II – конформационная перестройка рецепторной молекулы и изменение функции специализированных мембранных белков – посредников, III – образование «вторичных мессенджеров» – сравнительно небольших молекул (ионов), диффузия которых в клетке к определенным субклеточным структурам обеспечивает стремительное распространение сигнала. Механизмы передачи информации в живых системах универсальны – все громадное разнообразие сигналов, полученное различными рецепторами, преобразуется по единому принципу за счет идентичности II и III стадий передачи информации через мембрану.

Различают три типа рецепторов (рис[A42] .).

Рис. 64.

Основные типы мембранных рецепторов C – внешний сигнал; Рц – рецепторный белок; индекс * при компоненте сигнальной системы означает, что он находится в состоянии «включено», α – α-субъединица G-белка, которая может находиться в связанной с гуанозиндифосфатом (ГДФ) или гуанозинтрифосфатом (ГТФ) форме; βγ – функционирующий как единое целое комплекс β- и γ-субъединиц G-белка; Р – фосфатный остаток (остатки), ковалентно связанный с рецептором; Эф – эффекторы. А – рецепторы, сопряженные с G-белками; Б – рецепторы–ионные каналы; В – рецепторы, ассоциированные с ферментативной активностью[A43] .

1. Рецепторы первого типа являются белками, имеющими одну трансмембранную полипептидную цепь. Это аллостерические ферменты, активный центр которых расположен на внутренней стороне мембраны.

Многие из них являются тирозиновыми протеинкиназами. К этому типу принадлежат рецепторы инсулина, ростовых факторов и цитокинов.

Связывание сигнального вещества ведет к димеризации рецептора. При этом происходит активация фермента и фосфорилирование остатков тирозина в ряде белков. В первую очередь фосфорилируется молекула рецептора (автофосфорилирование).

2. Ансамбли рецепторов с ионными каналами. Эти рецепторы являются олигомерными мембранными белками, образующими лиганд-активируемый ионный канал.

Связывание лиганда ведет к открыванию канала для ионов Na+, K+ или Сl-.

По такому механизму осуществляется действие нейромедиаторов, таких, как ацетилхо[A44] лин (никотиновые рецепторы: Na+- и К+-каналы) и γ-аминомасляная кислота (ГАМК А-рецептор, являющийся Сl—каналом).

Ансамбли рецепторов с ионными каналами – это интегральные мембранные олигомерные белки, состоящие из нескольких субъединиц, полипептидная цепь которых неоднократно пересекает наружную клеточную мембрану. Кроме канальных структур они одновременно содержат белковые рецепторы, которые способны специфически связывать с внешней стороны мембраны лиганды, изменяющие ионную проводимость канала.

Рецепторы данного типа используют в качестве первичных сигналов некоторые нейротрансмиттеры, отвечающие за синаптическую передачу в электрически возбудимых клетках. Классические примеры такого рода – это катионные ацетилхолиновые рецепторы.

Ионные каналы этих рецепторов могут находиться в трех основных состояниях: 1) закрытое состояние (в отсутствие внешнего сигнала); 2) активированное (открытое) состояние (первичный мессенджер связан с рецептором); 3) инактивированное (закрытое) состояние – может наступать, когда первичный мессенджер еще связан с рецептором.

3. Рецепторы третьего типа, сопряженные с ГТФ-связывающими белками (ГТФазами). Полипептидная цепь этих белков включает семь трансмембранных тяжей. Такие рецепторы передают сигнал с помощью ГТФ-связывающих белков на белки-эффекторы, расположенные на соседних участках мембраны или в цитоплазме.

Функция этих белков заключается в тонкой модификации клеточного метаболизма.

Таким образом, связывание сигнальной молекулы с мембранным рецептором влечет за собой какой-либо из трех видов внутриклеточного ответа, которые и будут рассмотрены ниже.

Рецепторы, ассоциированные с ферментативной активностью, по своей субъединичной структуре весьма разнообразны. Как правили, они представены мономерными белками, но могут легко объединяться в олигомерные мембранные ансамбли в зависимости от присутствия первичного мессенджера.

Практически у всех этих рецепторов полипептидная цепь пересекает клеточную мембрану единственный раз. Общим у них является также то, что участок для восприятия первичного сигнала локализован на стороне, обращенной во внеклеточное пространство.

По механизму взаимодействия с цитоплазматическими мишенями рецепторы данного типа разделяются на две группы.

Первая группа включает рецепторы-ферменты, с цитоплазматической стороны которых находится каталитический участок, активируемый при действии на рецептор внешнего сигнала (рис. 65).

 Рис. 65. Основные сигнал-трансдукторные системы клетки АЦ – аденилилциклаза, ГЦ – гуанилилциклаза, КМ – кальмодулин, КМ-ПК – кальмодулиновая ПК, ФЛ С – фосфолипаза С, ФИ – фосфоинозитиды, ФХ – фосфатидил-холин, ИФ3 –- инозитолтрифосфат, ДАГ –диацилглицерид, ИН – инсулин, ФРК – факторы роста клеток, ЦК – цитокины, ТК – тирозинкиназа

К ним относится обширное семейство рецепторных тирозиновых протеинкиназ, способных к аутофосфорилированию по тирозино[A45] вым остаткам, а также к фосфорилированию тирозиновые остатки других белков-мишеней.

К этой же группе относятся рецепторы, обладающие протеинфосфатазной активностью, которые дефосфорилируют фосфотирозиновые остатки белков-мишеней. Как киназы, так и фосфатазы вовлекаются в регуляцию таких важнейших событий, как клеточное деление, дифференцировка, развитие иммунного ответа.

Вторая группа рассматриваемых рецепторов собственной ферментативной активностью не обладает.

Однако в присутствии внешнего сигнала они приобретают способность связывать цитоплазматические (не рецепторные) протеинтирозинкиназы, которые в свободном состоянии неактивны, но в комплексе с рецептором активируются и фосфорилируют его.

Включение фосфатных остатков в такой рецептор-«якорь» создает условия для связывания с[A46] ним других белков-мишеней, которые также фосфорилируются и тем самым передают сигнал. В эту группу входят рецепторы, участвующие в развитии иммунного ответа, а именно: рецепторы антигенов и рецепторы цитокинов, или интерлейкинов.

Ряд белков (эффекторов) осуществляет свои функции в результате фосфорилирования цАМФ-зависимыми протеинкиназами.

Молекула протеинкиназы состоит из двух субъединиц: регуляторной и каталитической. цАМФ связывается с регуляторной субъединицей, что приводит к отделению каталитической субъединицы (она становится активной) и фосфорилированию соответствующего белка. Большое семейство протеинкиназ подразделяется на группы по механизму активации и по типу субстрата.

ПК-А активируются цАМФ, ПК-G – цГМФ, ПК-С – диацилглицеролом, Са2+/кальмодулин-зависимые киназы – ионами кальция. Классификация по типу субстрата зависит от того, какая аминокислота фосфорилируется данным ферментом – известны тирозинкиназы и серин/треонинкиназы.

Многие протеинкиназы являются растворимыми белками, другие относятся к мембранным белкам, имеющим трансмембранные домены или заякоренным на мембране с помощью жирных кислот.

 8.1.1. G–БЕЛКИ И ВТОРИЧНЫЕ МЕССЕНЖЕРЫ

В настоящее время в основу классификации клеточных сигнальных систем положены вторичные мессенджеры и регулируемые ими клеточные реакции.

Таким образом, к числу основных сигнальных систем относятся: циклоаденилатная; Са2+-фосфоинозитолтрисфосфат-зависимая; липоксигеназная; НАДФН-оксидазная (супероксид-синтазная); NO-синтазная.

В последнее время особое внимание привлекает МАР-киназная система (Mitogen Aktivated Protein kinase), регулирующая клеточный цикл. В большинстве из них в качестве промежуточного звена вовлекаются так называемые G-белки.

Рецепторы, сопряженные с G-белками (G-protein coupled receptors, GPCR), передают сигнал от первичных мессенджеров к внутриклеточным мишеням с помощью цепи GPCR => G-белок => эффекторный белок (рис. 66).

Рис. 66. Схема строения адреналинового и обонятельного рецепторов а – состояние «выключено», б – состояние «включено». Т – транспортный белок, О – одорант.

Первичными сигналами[A47] для этих рецепторов служат разнообразные молекулы, среди которых низко-молекулярные гормоны и нейромедиаторы (например, адреналин, норадреналин, ацетилхолин, серотонин, гистамин), опиоиды, гормоны пептидной и белковой природы (адренокортикотропин, соматостатин, вазопрессин, ангиотензин, гонадотропин, эпидермальный фактор роста), некоторые нейропептиды. В этот же ряд попадают множество химических сигналов, воспринимаемых обонятельными и вкусовыми сенсорными клетками, а также свет, рецептором для которого служит пигмент фоторецепторных клеток родопсин (см. раздел 8.3).

Один и тот же первичный сигнал может передавать информацию через несколько разных GPCR, так что если число внешних сигналов для GPCR составляет несколько десятков, то самих рецепторов известно более 200.

Следующий за рецептором компонент сигнального каскада представлен G-белком.

Идентифицировано около 20 различных G-белков, наиболее распространенные – Gs и Gi, которые соответственно стимулируют и ингибируют аденилатциклазу; Gq, активирующий фосфолипазу С; G-белки сенсорных клеток: фоторецепторных – Gt, (трансдуцин), обонятельных – Golf и[A48] вкусовых – Gg. G-белки – это гетеротримеры, которые состоят из субъединиц трех типов: α, β и γ. В естественных условиях последние две субъединицы функционируют как единый βγ-комплекс.

Важнейшая характеристика G-белков – присутствие на их α-субъединице центра связывания гуаниловых нуклеотидов: ГДФ и ГТФ. Если с G-белком связан ГТФ, то это соответствует его активированному состоянию (другими словами, G-белок находится в положении «включено»). Если в нуклеотидсвязывающем центре присутствует ГДФ, это соответствует выключенному состоянию.

Центральное событие при передаче сигнала от рецептора, на который подействовал первичный сигнал, к G-белку состоит в том, что активированный рецептор катализирует обмен ГДФ, связанного с G-белком, на присутствующий в среде ГТФ.

Это событие, обозначаемое как ГДФ/ГТФ-обмен, сопровождается диссоциацией тримерной молекулы G-белка на две функциональные субъединицы: α-субъединицу, содержащую ГТФ, и βγ-комплекс. Далее одна из этих функциональных субъединиц, какая именно – зависит от типа сигнальной системы, взаимодействует с эффекторным белком, представленным ферментом или катионным каналом.

Как следствие, функциональная активность эффектора меняется, что, в свою очередь, приводит к изменению цитоплазматической обстановки и в конечном счете инициирует тот или иной клеточный ответ.

Эффекторными белками в сигнальных системах типа GPCR => G-белок => эффекторный белок могут быть аденилатциклаза, катализирующая синтез цАМФ из АТФ; фосфолипаза С, гидролизующая фосфатидилинозитол с образованием ДАГ и IР3; фосфодиэстераза, расщепляющая цГМФ до ГМФ; некоторые типы калиевых и кальциевых каналов.

Весьма важно, что при передаче сигнала в каскаде рецептор => G-белок => эффекторный белок исходный внешний сигнал может многократно усиливаться. Это происходит благодаря тому, что одна молекула рецептора за время пребывания в активированном состоянии (R*) успевает перевести в активированную форму (G*) несколько молекул G-белка.

Например, в[A49] зрительном каскаде родопсин => Gt => цГМФ-фосфодиэстераза на каждую молекулу R* может образоваться несколько сот или даже тысяч молекул G*, а это означает, что на первой стадии каскада R* => G* коэффициент усиления внешнего сигнала составляет 102–103.

Хотя на следующей стадии каскада (G* => эффекторный белок) каждая молекула G* взаимодействует только с одной молекулой эффекторного белка, сигнал здесь также амплифицируется, поскольку на каждую молекулу G* и соответственно активированного эффекторного белка в цитоплазме появляется (исчезает) большое число молекул вторичного сигнала.

Так, в зрительном каскаде на второй его стадии одна молекула активированной цГМФ-фосфодиэстеразы способна расщепить в секунду до 3 тыс. молекул цГМФ, служащего в фоторецепторных клетках вторичным мессенджером.

Поскольку усиление внешнего сигнала на обеих стадиях суммируется, в конечном счете коэффициент амплификации сигнала при его прохождении через каскад может достигать весьма высоких значений: в зрительных клетках усиление составляет величину порядка 105–106.

Ясно, что прекращение действия внешнего стимула должно сопровождаться «выключением» всех компонентов сигнальной системы.

На уровне рецепторов это достигается, во-первых, в результате диссоциации первичного сигнала из комплекса с GPCR, во-вторых, путем фосфорилирования рецепторов под действием специальных протеинкиназ и последующего связы-вания с модифицированным рецептором специального белка (например, β-аррестина).

G-белки обладают способностью гидролизовать связанный с ними ГТФ до ГДФ, что обеспечивает их инактивацию. И наконец, чтобы переход клетки к исходному (до действия внешнего стимула) состоянию завершился, специальные механизмы восстанавливают исходный уровень вторичного мессенджера или катиона в ее цитоплазме.

Например, цАМФ, цитоплазматическая концентрация которого повышается при передаче сигнала в каскаде β-адренорецептор => Gs-белок => аденилатциклаза, гидролизуется затем цАМФ-фосфодиэстеразой до нециклического (линейного) AMФ, который свойствами вторичного мессенджера не обладает[A50] .

G-белки ответственны за трансмембранную передачу сигналов множества гормонов или нейромедиаторов к разнообразным мишеням клетки. Четыре G-белка к настоящему времени очищены до гомогенного состояния и биохимически охарактеризованы: Gt (трансдуцин), Gs, Gi и Go.

Оказалось, что каждый из них имеет уникальные мишени (эффекторные белки).

Gt активирует цГМФ-специфичную фосфодиэстеразу в наружных сегментах палочек сетчатки; Gs и Gi, соответственно, стимулируют и ингибируют аденилатциклазу и присутствуют во всех клетках; Go представлен в большом количестве в клетках мозга и, по-видимому, ингибирует электрочувствительный Са2+-канал в нейронах.

Ряд существенных G-белков пока не очищен. Так, Gp, который использует в качестве мишени фосфатидилинозитолспецифичную фосфолипазу С, инициирует быстрый распад фосфатидилинозитола в плазматической мембране и образование нескольких вторичных посредников.

Другой G-белок, Gk, по-видимому, открывает К+-специфичные каналы в сердечной мышце и других клетках; Ge-белки участвуют в регуляции экзоцитоза. В некоторых случаях один G-белок внутри клетки может реагировать на связывание лиганда с одним из нескольких разных рецепторов.

Такая ситуация имеет место, например, для белка Gk из ганглионарных клеток Aplysia. Кроме того, G-белки могут иметь больше одной мишени. В качестве примера можно привести белок Gt, который активирует как цГМФ-фосфодиэстеразу, так и фосфолипазу А2 в наружных сегментах палочек сетчатки быка.

По-видимому, в этих процессах участвуют различные субъединицы Gt.

Все G-белки прочно связаны с плазматической мембраной, за исключением трансдуцина, который может диссоциировать от мембраны. Ни одна из субъединиц не является трансмембранным белком.

Однако по меньшей мере в некоторых случаях γ-субъединица ацилирована и может присоединяться к мембране с помощью ковалентно связанной жирной кислоты. В качестве такого якоря для закрепления в мембране G-белков часто используется миристат.

Наиболее распространенными мишенями G-белков являются аденилатциклаза (для Gs и Go) и фосфолипаза С, ответст[A51] венная за гидролиз фосфатидилинозитола (для Gp).

Модуляция аденилатциклазы приводит к изменению внутриклеточной концентрации цАМФ, который, как известно, влияет на множество внутриклеточных процессов.

Одним из последствий увеличения содержания цАМФ является, например, стимуляция цАМФ-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++диацилглицеролом и фосфатидилсерином (протеинкиназа С). Активность обеих этих киназ регулируется вторичными посредниками, образующимися при обмене фосфатидилинозитола, которая во многих клетках инициируется путем G-белок зависимой активации специфической фосфолипазы С.

Молекулярные машины, обеспечивающие передачу сигнала от рецепторов к внутриклеточным мишеням, состоят, как правило, из нескольких белковых компонентов, совокупность которых обычно именуют каскадом передачи сигнала или сигнальным каскадом.

Как мы видели, помимо белковых посредников в передачу сигнала внутри клетки вовлекаются относительно небольшие молекулы, служащие вторичными посредниками, или мессенджерами (от англ. messenger – посыльный).

В содержание данного понятия вкладывается смысл «следующий по цепочке передачи сигнала», а не вторичность или меньшую значимость данного соединения. Для обозначения сигнальных молекул повсеместно используется термин «мессенджер», а не «посредник».

Дело в том, что в цитоплазме в передачу сигнала вовлечены как разнообразные белки, так и малые молекулы, причем функционально все они являются посредниками между рецептором, на который подействовал внешний стимул, и клеточным ответом.

Однако между ними есть и принципиальное различие: белки образуют своеобразную молекулярную машину, которая, с одной стороны, чувствует внешний сигнал, а с другой – обладает ферментативной или иной активностью, модулируемой этим сигналом, в то время как малые молекулы действительно служат посыльными (мессенджерами) между[A52] различными белками, полиферментными комплексами или даже клеточными структурами. Самый известный пример такого посыльного – это уже упоминавшийся выше цАМФ, среди других наиболее важных вторичных мессенджеров следует упомянуть циклический гуанозин-3',5'-монофосфат (цГМФ), инозитол-1,4,5-трисфосфат (обозначаемый как ИФ3), диацилглицерол (ДАГ), ион кальция.

Наиболее характерные свойства вторичного мессенджера, во-первых, его относительно небольшая по сравнению с биополимерами молекулярная масса (понятно, что посыльный должен с высокой скоростью диффундировать в цитоплазме), во-вторых, он обязан быстро (по сравнению со временем передачи сигнала) расщепляться (в случае Са2+ – откачиваться). В противном случае сигнальная система останется во включенном состоянии и после того, как действие внешнего сигнала уже прекратилось. Подобные ошибки могут оказаться в прямом смысле фатальными. Так, например, форболовые эфиры, которые представляют собой структурные аналоги диацилглицерола, но в отличие от него в организме не расщепляемые, способствуют развитию злокачественных опухолей. Это происходит потому, что форболовые эфиры вовлекаются в работу некоторых сигнальных систем, которые регулируют клеточное деление с помощью диацилглицерола как вторичного мессенджера. Однако, имитируя действие диацилглицерола и обеспечивая передачу пролиферативного сигнала, они вовремя не расщепляются. В результате сигнальная система перестает чувствовать внешний сигнал и оказывается в перманентно включенном состоянии, а значит, пролиферация клеток перестает быть контролируемой.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/20_64314_peredacha-transduktsiya-informatsii-cherez-kletochnuyu-membranu.html

Презентация на тему: I. Основные структурные элементы мембранных рецепторов (рецепторов клеточной поверхности

Рецепторы, сопряжённые с G-белками:  (С protein coupled receptors, GPCR), передают сигнал от первичных

Рецепторы – гликопротеиды. Распознав специфический лиганд (первичный мессенджер) и связавшись с ним, рецептор изменяет свою конформацию, что необходимо для передачи сигнала внутрь клетки на молекулу-мишень, часто с помощью вторичного мессенджера.

Внеклеточный домен. Его формирует N-конец цепи, функция – распо- знать и связаться с молекулой первичного мессенджера.

Трансмембранный домен. Состоит из одной или нескольких -спиралей

(ацетилхолиновый рецептора формирует трансмембранную пору или ионный канал). При связывания лиганда домен меняет свою конформа- цию, влияя на конформацию внутриклеточного домена, либо пропускает специфический ион.

Внутриклеточный (цитоплазматический) домен. Формирует С-конец цепи, функция – передача сигнал от первичного мессенджера внутрь

клетки. Два пути:

– домен связывается с внутриклеточными сигнальными белками (посредниками), которые доставляют сигнал к месту – молекуле-мишени; – домен может сам обладать ферментативной активностью, либо связы- вается с внутриклеточным ферментом и активирует его.

1.Рецепторы, сопряженные с G белками (G-protein coupled receptors – GPCR) или семиспиральные рецепторы.

2.Каталитические рецепторы – обладают собствен- ной тирозин- и серин/треонин-протеинкиназной активностью, либо гуанилатциклазной активностью.

3.Рецепторы не каталитические – после активации лигандом приобретают способность взаимодейст- вовать с цитозольными тирозиновыми протеин- киназами, активируя их.

4.Регулируемые ионные каналы (лиганд-активируе- мые ионные каналы).

рецепторы.

Образованы одной полипептидной цепью, 7 раз пронизываю- щей мембрану. Трансмембранные фрагменты – -спирали (20-28

гидрофобных аминокислот).

Самый эволюционно древний класс рецепторов, известно около тысячи различных лигандов (в т.ч. к этому классу относят- ся «орфан-рецепторы»). Типичные лиганды: адреналин, норадре- налин, пептидные гормоны (в т.ч глюкагон) – действуют через –

адренорецепторы, а также нейропептиды, дофамин, опиоиды. После активации рецепторы обретают способность взаимо-

действовать с гетеротримерными G-белками, которые связаны с внутренним липидным слоем плазматической мембраны. G-бел- ки состоят из трех субъединиц: -, – и -. Их активация приводит к диссоциации -субъединцы от димера. Основной эффект оказывает -субъединица (её разновидности):

а). влияет на активность аденилатциклазы, которая синтезирует цАМФ (Gs и Gi-белки, содержащие G s- и G i – субъединицы).

б). активирует ФЛазу С : синтез ДАГ и И3Ф (G q-белки).

Строение GPCR-рецептора (плоскостная модель)

GRK – сериновая репторная киназа

Плоскость слайда – соответствует наружной поверхности клеточной мембраны. Красным цветом обозначены участки пептидной цепи, обращенные во внекле- точное пространство. Зеленые цилиндры – трансмембранные -спиральные участки белковой цепи.

Молекула адреналина, связавшаяся с рецептором

Синим цветом обозначе- ны участки пептидной цепи,

обращенные в сторону цитоплазмы.

2.Каталитические рецепторы – обладают собственной тирозин- или серин/треонин-протеинкиназной актив- ностью (рецептор-ассоциированные киназы) и гуа- нилатциклазной активностью.

Вторая по численности группа рецепторов после GPCR. Рецеп-

торы имеют один трансмембранный домен. В результате связы- вания с лигандом, конформация всей молекулы рецептора меня- ется, что приводит к димеризации рецептора и «включению» во внутриклеточных доменах собственной ферментативной активности:

2.а. протеинкиназной (ПК) активности (тирозинкиназной активности);

2.б. гунилатциклазной (ГЦ) активности.

Важнейшие лиганды: инсулин и различные факторы роста.

Характерное проявление их активации и изменения конформа- ции – образование димеров. Как гомодимеров (простое усиление сигнала), так и гетеродимеров – два разных рецептора из этого же класса (увеличение числа внутриклеточных сигнальных путей, запускаемых одним лигандом).

В результате димеризации рецепторов, в их цитозольных до- менах «включается» тирозинкиназная активность. Благодаря ей происходит аутофосфорилирование остатков тирозина цито- зольных доменов – на их поверхности появляются фосфотиро- зины (докинг-участки), по которым связываются различные внутриклеточные сигнальные белки – посредники, содержащие SH2-домены.

Связывание лиганда с рецептором димеризация активация собственной тирозинкиназной активности аутофосфорилиро-

вание остатков тирозина на поверхности цитозольных доменов рецепторов.

Образование нескольких фосфорилированных остатков тирозина на цитозольном домене активированного рецептора к тромбоци- тарному фактору роста (результат аутофосфорилирования)

Фосфорилированные остатки тирозина, обра- зуют участки связыва- ния (докинг-участки) для внутриклеточных сиг- нальных белков (пока- заны на рисунке), содер- жащих SH2-домены.

SH2-домены распознают фосфотирозины.

На схеме показана одна из двух молекул димера рецептора

Пример гетеродимера: классический рецептор к фактору роста эпидермиса (ФРЭ) + его разновидность (ErbB-3) = ФРЭ + ErbB-3. Фосфотирозины в ErbB-3 распознаются SH2–доменами в составе

фосфатидилинозитол-3-киназы, которая при этом акти- вируется: два пути, включаемые одним лигандом – вактором роста эпидермиса.

NB: Тирозинкиназная активность м.б. «выключена» в резуль- тате фосфорилирования внутриклеточного домена рецептора по остаткам серина и треонина под действием ПКА и ПКС.

Источник: https://studfile.net/preview/4667811/page:3/

G-белки

Рецепторы, сопряжённые с G-белками:  (С protein coupled receptors, GPCR), передают сигнал от первичных

G-белки (англ. Guanine nucleotide-binding proteins, белки, связывающие гуанилови нуклеотиды) — это семья белков, участвующих в клеточном сигналюванни эукариот.

G-белки играют роль своеобразных переключателей: они могут переходить из неактивного состояния в активное и наоборот, соответственно включая или выключая передачу определенного сигнала внутри клетки. Свое название эти белки получили за способность связывать гуанилови нуклеотиды (англ.

G uanine nucleotide): в комплексе с гуанозиндифосфатом (ГДФ) они являются неактивными, а в комплексе с гуанозинтрифосфат (ГТФ) — активные.

Термин «G-белки» чаще употребляется для обозначения гетеротримерних (больших) ГТФ-связывающих белков, состоящих из трех субъединиц α, β и γ; существует еще один класс ГТФ-связывающих белков — мономеры, которые иногда называют малыми G-белками (суперродина Ras малых ГТФаз), они гомологичные к α-субъединицы больших.

Гетеротримерни G-белки участвуют в передаче сигналов от рецепторов, сопряженных с G-белками (англ. G-protein coupled receptors, GPCR) — крупнейшего класса клеточных рецепторов (например, в Caenorhabditis elegans их гены занимают 5% всего генома).

У позвоночных животных они отвечают за восприятие клеткой ряда гормонов и других сигнальных молекул, а также за химическое чувств (обоняние и вкус) и фоторецепции (зрение).

Показательно, что примерно половина известных фармацевтических препаратов действуют через рецепторы, сопряженные с G-белками: среди таких есть и известные медикаменты, например антигистамины Кларитин (лоратадин) и антидепрессант Прозак (Флуоксетин), а также психотропные вещества, в частности героин, кокаин и тетрагидроканнабинол (действующее вещество марихуаны).

Гетеротримерни G-белки были открыто Альфредом Гилман и Мартином Родбеллом, за что в 1994 году они получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине.

Струкрутра гетеротримерних G-белков

Гетротримерни G-белки состоят из трех субъединиц: α, β и γ. α-субъединица содержит домен связывания и гидролиза ГТФ, что является идентичным для всей суперродины ГТФаз. В состав β-субъединицы входит 7 β-структур, организованных как лопасти пропеллера.

С β-субъединицей тесно взаимодействует γ-субъединица, вместе они образуют единую функциональную структуру, которая может диссоциировать только в случае гидролиза белка.

Весь G-белок заякорена в мембране с помощью двух липидов, один из которых ковалентно присоединен к N-конца α-субъединицы, другой к C-конца γ-субъединицы.

Рецепторы, сопряженные с G-белками

Рецепторы, сопряженные с G-белками (англ.

G-protein coupled reseptors, GPCR) — крупнейшая семья клеточных рецепторов эукариот, обеспечивающих восприятие гормонов, нейромедиаторов, локальных регуляторов, а также обеспечивают зрение, обоняние и чувство вкуса позвоночных животных. В геноме человека найден около 700 генов GPCR, а в мыши за один только обоняние ответ более 1000 этих рецепторов.

Сигнальные молекулы, выступают лигандами для рецепторов, сопряженных с G-белками, могут быть очень разными по химической природе: белками, небольшими пептидами, липидами, производными аминокислот и тому подобное.

Кроме этого некоторые предсатвникы этого класса рецепторов, в частности родопсин, могут воспринимать фотоны света. Иногда для одной сигнальной молекулы существует несколько различных GPCR, экспрессируются в различных типах клеток и запускают различные сигнальные пути.

Например, в организме человека существует как минимум 9 различных рецепторов к адреналину и не менее 14 — до нейромедиатора серотонина.

Все рецепторы, сопряженные с G-белками, имеют похожую структуру: они состоят из одной полипептидной цепи, 7 раз пересекает липидный бислой. Каждый трансмембранный домен представлен α-спирали, в состав которой входит 20-30 неполярных аминокислот.

Эти домены соединены между собой петлями различной величины, расположенными по обе стороны плазматической мембраны. GPCR преимущественно являются гликопротеинами, углеводные остатки которых расположены на зовнишьноклитинний стороне.

Внутриклеточные домены этих рецепторов содержат сайты взаимодействия с G-белками.

Функциональный цикл G-белков

G-белки выполняют роль сопряжения клеточных рецепторов с определенными эффекторными молекулами, такими как ферменты или ионные каналы, при этом они выступают в качестве молекулярных переключателей. В неактивном состоянии G-белки содержат ГДФ, связанный с α-субъединицей.

Передача сигнала начинается тогда, когда на клеточный рецептор действует соответствующий лиганд, в результате чего рецептор активируется и меняет конформацию.

Активированный рецептор влияет на G-белок (который или находится с ним в постоянном комплексе, или ассоциирует после активации), из-за чего структура α-субъединицы меняется таким образом, что она высвобождает связанную молекулу ГДФ.

Место этой молекулы быстро занимает ГТФ, это приводит к аткивации G-белка и изменений в его структуре: α-субъединица теряет сродство к βγ-комплекса, и он распадается.

В таком активированном состоянии как ГТФ-связанная α-субъединица, так и βγ-комплекс, могут осуществлять передачу сигнала: активировать определенные ферменты или влиять на состояние ионных каналов. α-субъединица является ГТФазою, и как только она гидролизует присоединен ГТФ до ГДФ, сразу же инактивируется, и триммера структура G-белка восстанавливается. Таким образом происходит отключение звука. Инактивированный G-белок может взаимодействовать с последующей молекулой рецептора и снова включаться.

Регуляция активности G-белков

Эффективность передачи определенного сигнала через G-белок зависит от соотношения между концентрацией активного, ГТФ-связанной, и неактивной, ГДФ-связанной форм. А это соотношение в свою очередь зависит от двух констатирует: константы диссоциации ГДФ, и константы скорости гидролиза ГТФ:

, Где

  • G-protein · GTP — концентрация активной формы G-белка;
  • G-protein · GDP — концентрация неактивной формы G-белка;
  • k diss, GDP — константа диссоциации ГДФ;
  • k cat, GTP — константа скорости гидролиза ГТФ.

Такое соотношение подтверждается при избытке ГТФ в среде, а также его быстрого, фактически моментального, связывание с «пустой» молекулой G-белка (то есть не связанной с одним гуаниловый нуклеотидом). В таком случае эффективность передачи сигнала может регулироваться одним из следующих способов:

  • Увеличение k diss, GDP, что обеспечивается специальным белками — факторами обмена гуаниловый нуклеотидов (англ. Guanine nucleotide exchange factors, GEFs), способствует интенсификации передачи сигнала. Для гетеротримерних G-белков такими факторами являются активированные рецепторы (GPCR), связанные с соответствующим лигандом.
  • Уменьшение k diss, GDP, что обеспечивается ингибиторами диссоциации гуаниловый нуклеотидов (англ. Guanine nucleotide dissociation inhibitors, GDI). Белки с такими функциями пока найдены для Ras-суперродины малых ГТФаз, их функция заключается в поддержании в цитоплазме постоянного пула неактивированных молекул, связанных с ГДФ;
  • Увеличение k cat, GTP, то есть скорости гидролиза ГТФ, осуществляется благодаря ГТФаза-активирующим белкам (англ. GTPase activating proteins, GAPs). Таким образом снижается продолжительность жизни активированных молекул G-белков. Активность GAPs обычно регулируется другими сигнальными путями. Белки, ускоряют гидролиз ГТФ α-субъединицей гетеротримерних G-белков, называются регуляторы сигналювання G-белков (англ. Regulator of G protein signaling, RGS), в геноме человека есть около 25 генов RGS, каждый из которых взаимодействует с характеринм набором G- белков.

Сигнальные пути, активируются G-белками

G-белки получают входной сигнал от ассоциированных с ними рецепторов, после чего они активируют один из сигнальных путей клетки.

Влияние на синтез циклического АМФ

Циклический АМФ (цАМФ) — это распространенный вторичный посредник, контролирует многие процессы в эукариотических клетках. цАМФ синтезируется с АТФ большим трансмембранным ферментом аденилатциклазы, а разлагается цАМФ-фосфодиэстеразой.

Многие сигнальных молекул влияют на клетку путем увеличения или уменьшения концентрации цАМФ через активацию или подавление аденилатциклазы.

цАМФ осуществляет свою функцию вторичного посредника активируя цАМФ-зависимой протеинкиназы (протеинкиназу А, ПКА), которая в свою очередь фосфорилирует по остаткам серина и треонина много белков в клетке, активируя или деактивуючы их.

Существует два типа G-белков, влияющих на активные аденилатциклазы: G s (англ. Stimulatory) — стимулирующий, активирующий ее и увеличивает концентрацию цАМФ и G i (англ. Inhibitory) — ингибирующее, подавляющее аденилатциклазу, но также действует путем прямого воздействия на ионные каналы. Примерами реакций, запускаемых путем G s зависимого увеличение концентрации цАМФ, являются:

  • Синтез и секреция тиреоидных гормонов щитовидной железой под влиянием тиреотропного гормона;
  • Секреция кортизола корой надпочечников под влиянием адренокрортикотропного гормона;
  • Расщепление гликогена в мышцах под воздействием адреналина;
  • Расщепление гликогена в печени под влиянием глюкагона;
  • Увеличение частоты и силы сердечных сокращений под влиянием адреналина;
  • Реабсорбция воды в почках под влиянием паратгормона;
  • Расщепление триглицеридов в жировой ткани под влиянием одного из насутпних гормонов: адреналина, АКТГ, глюкагона, тиреотропного гормона.

Бактериальные токсины, влияющие на активность белков G s и G i

G-белки, влияющие на цАМФ-зависимое клеточное сигналювання, являются мишенями действия бактериальных токсинов:

  • Холерный токсин — это фермент, который катализирует перенос АДФ-рибозы с НАД + (АДФ-рибозилирования) на α-субъединицы G s -билка. В результате он теряет возможность гидролизовать связанную молекулу ГТФ и переходит в состояние перманентной активации. Это в свою очередь приводит к длительному повышению концентрации цАМФ в клетках стенки толстого кишечника, из-за чего в его просвет начинает выделяться большое количество воды и ионов Cl -. Таким образом и возникает диарея, является характерным признаком заболевания холерой.
  • Токсин коклюша осуществляет АФД-рибозилирования α-субъединицы G i -билка, из-за чего она не может взаимодействовать с соответствующим рецептором и включаться.

Эти два токсины используются в биологических исследованиях, чтобы определить определенная клеточный ответ опосредуется G s — или G i -билком.

Активация фосфолипазы С-β

Много рецепторов, сопряженных с G-белками действуют путем активации фосфолипизы С-β (ФЛC-β). Этот фермент действует на инозитоловий фосфолипид: фосфатидилинозитол-4,5 бифосфат (ФИ (4,5) Ф2 или ФИФ 2), присутствует в небольшом количестве во внутреннем листке липидного бислоя плазматической мембраны.

Рецепторы, активирующие этот сигнальный путь, обычно сопряженные с G q -билком, активирующий фосфолипазу С аналогично как G s -билок — аденилатциклазу. Активирована фосфолипаза расщепляет фосфатидилинозитол-4,5 бифосфат к инозитол-1,4,5-трифосфата (ИФ 3) и диациглицеролу (ДАГ).

На этом этапе сигнальный путь разветвляется:

  • ИФ 3 от плазматической мембраны диффундирует в цитозоль, где впоследствии присоединяется к кальциевых каналов на поверхности эндоплазматического ретикулума и открывает их. Это приводит к резкому увеличению концентрации ионов Ca + в цитоплазме. Эта молекула также является важным вторичным посредником и регулирует многие клеточных процессов.
  • ДАГ остается встроенным в мембрану, где может быть субстратом для синтеза эйкозаноидов, в том числе простагландинов, участвующих в ощущении боли и воспалительных процессах. Также ДАГ активирует серин / треониновых протеинкиназу С, активность которой также зависит и от кальция.

Примерами клеточных реакций G-белок-зависимой активации фосфолипазы C-β являются:

  • Расщепление гликогена в печени под влиянием вазопрессина;
  • Секреция амилазы поджелудочной железой под влиянием ацетилхолина;
  • Сокращение гладких мышц под влиянием ацетилхолина;
  • Агрегация тромбоцитов под влиянием тромбина.

Регуляция ионных каналов G-белками

Многие G-белков действуют путем открытия или закрытия ионных каналов, таким образом изменяя электрические свойства плазматической мембраны.

Например снижение частоты и силы сердечных сокращений под влиянием ацетилхолина происходит благодаря тому, что мускариновых ацетилхолиновых рецепторов после активации взаимодействует с G i -билком, α-субъединица которого подавляет деятельность аденилатциклазы, в то время как βγ-комплекс открывает калиевые каналы в плазматической мембране клеток сердечной мышцы, из-за чего их возбудимость уменьшается.

Другие G-белки регулируют активность ионных каналов косвенно: например рецепторы зрения и обоняния действуют через G-белки, которые влияют на синтез циклических нуклеотидов, в свою очередь закрывают или открывают ионные каналы (ионные каналы управляемые циклическими нуклеотидами). Например, все обонятельные рецепторы сопряжены с G olf -билком, который активирует аденилатциклазу; цАМФ, синтезируемый, открывает натриевые каналы, что приводит к деполяризации мембраны и генерирования нервного импульса (рецепторного потенциала), который передается нейронам.

В палочках сетчатки глаза человека светочувствительной молекулой является родопсин. Плазматическая мембрана этих клеток содержит большое количество цГМФ-управляемых катионных каналов.

При отсутствии стимуляции светом цитоплазма палочек содержит высокое количество цГМФ, что удерживает катионные каналы в открытом состоянии. В результате мембрана периодически деполяризуется и происходит синаптическая передача импульсов нейронам.

После активации светом родопсин меняет конформацию и взаимодействует с G-белком трансдуцином (G t). После этого его α-субъединица активирует цГМФ-фосфодиэстеразу, которая расщепляет цГМФ, в результате чего закрываются катионные каналы и синаптическая передача прекращается.

Именно уменьшение частоты импульсов, поступающих от светочувствительных клеток, воспринимается мозгом как ощущение света.

Семьи G-белков

Все гетеротримерни G-белки разделяют на четыре основные семьи по аминокислотной последовательности α-субъединицы:

Основные семьи гетеротримерних G-белков на основе аминокислотной последовательности α-субъединицы Семья Некоторые члены Субъединица, отвечающий за эффект Некоторые функции
I G s α Активация аденилатциклазы, открытие кальциевых каналов
G olf α Активация аденилатциклазы в обонятельных нейронах
II G i α Ингибирование аденилатциклазы
βγ Открытие калиевых каналов
G o βγ Открытие калиевых каналов, закрывания кальциевых каналов
α и βγ Активация фосфолипазы С-β
G t (трансдуцин) α Активация цГМФ-фосфодиэстеразы в фоторецепторах позвоночных
III G q α Активация фосфолипазы С-β
IV G 12/13 α Активация мономерных ГТФаз семьи Rho, регулирующих актиновом цитоскелет

Источник: https://info-farm.ru/alphabet_index/g/g-belki.html

GPCR

Рецепторы, сопряжённые с G-белками:  (С protein coupled receptors, GPCR), передают сигнал от первичных

  • Статья на конкурс «био/мол/текст»: Горит очередной дедлайн, вы устали… Знакомая ситуация? Что вы делаете в ней? Правильно, идете за кофе или энергетиками. Сегодня попытаемся разобраться в том, как это работает и как человек становится кофеманом.

  • Статья на конкурс «био/мол/текст»: Почему мы устаем? Как растения нас обманывают, внушая, что мы не устали, и зачем они это делают? Как в этом обмане оказались замешаны флавоноиды и даже успокоительная валериана? И чем мы целый год занимались на нашей кафедре? Об этом читайте в нашей статье.

    0 Георгий Куракин 15 ноября 2019

  • Статья на конкурс «био/мол/текст»: G-белок-сопряженные рецепторы (GPCR) уже не один десяток лет являются привлекательной мишенью для разработки лекарственных препаратов.

    Химическая структура этих рецепторов полна секретов, разгадка которых дала исследователям широкие возможности для изобретения новых способов регуляции их работы.

    В этой статье речь пойдет об аллостерических регуляторах GPCR, позволяющих точно «нацеливаться» на конкретные подтипы рецепторов, и о перспективах их практического применения. Чем же изученные вдоль и поперек рецепторы удивят нас на этот раз?

    0 Андрей Бахтюков 06 ноября 2019

  • Статья на конкурс «био/мол/текст»: Одним из главных органов чувств у высших животных неотъемлемо является глаз. Но что позволяет нам видеть и как видят мир другие животные? Можем ли мы выйти за пределы человеческого зрения?

    6 Эльмира Якупова 18 октября 2019

  • Статья на конкурс «био/мол/текст»: Обычно в нашем понимании гормоны ассоциируются с человеческим или животным организмом. Однако у представителей растительного мира гормоны тоже присутствуют — их называют фитогормонами.

    Они регулируют все основные процессы жизнедеятельности растения: рост и развитие, размножение, защиту от бактерий, насекомых и даже растительноядных животных, адаптацию к погодным условиям.

    В последнее время стало накапливаться все больше данных о том, что фитогормоны активны не только в растениях: будучи введены в организм животных, они также проявляют биологическую активность, а некоторые имеют близкие аналоги в животном организме. И более того, из некоторых фитогормонов могут получиться отличные новые лекарства.

    Этой статьей я начинаю цикл публикаций о фитогормонах, их эволюционных аналогах в нашем организме и организмах животных, а также о разработке лекарств на их основе. В ней речь пойдет об одном из классических растительных гормонов — абсцизовой кислоте. Оказывается, она выполняет функции сигнального вещества в организмах и животных, и человека.

    В этой статье, проследив эволюционный путь абсцизовой кислоты как химического сигнала, мы придем к разработке на ее основе лекарств от человеческих болезней — сахарного диабета, воспалительных заболеваний и рака. А следующая статья цикла — «Жасмонаты: “слезы феникса” из растений» — посвящена другому классу растительных гормонов: жасмонатам.

    0 Георгий Куракин 23 ноября 2018

  • Статья на конкурс «био/мол/текст»: Открытый 20 лет тому назад пептид апелин и его рецептор APJ не перестают приятно удивлять фармакологов. Они лежат в основе апелинергической системы, которая, входя в состав гипоталамо-нейрогипофизарно-надпочечниковой оси, регулирует ряд важнейших физиологических процессов.

    От них зависит в том числе то, как объем и давление крови реагируют на стресс, как работает сердце и многое другое. Но невозможно объять необъятное. Поэтому этот небольшой обзор — только «вершина айсберга» ответов на вопрос, почему эти белки так заинтересовали исследователей. Шутить с айсбергами — дело опасное: они могут в один миг перевернуться.

    Так и с апелином: его достоинства в зависимости от обстоятельств могут превращаться в недостатки, и наоборот.

    0 Дмитрий Джагаров 26 октября 2018

  • Статья на конкурс «био/мол/текст»: Лаборатория перспективных исследований мембранных белков МФТИ существует с 2011 года.

    За прошедшие пять лет она сильно расширила направления исследований, приютила несколько редчайших установок, объединила совершенно неповторимых людей и обзавелась собственной учебной базой.

    Интерес лаборатории — в исследовании (как вы уже догадались) мембранных белков: их структуры, функций и взаимосвязи между структурой и функциями. О том, как построить полноценный «конвейер» по исследованию белка, и в какие страны ездят студенты лаборатории в период обучения — читайте в этом материале.

    0 Егор Марьин 04 сентября 2016

  • Статья на конкурс «био/мол/текст»: В наших глазах, носу и на языке расположены сенсоры света, запаха и вкуса. В клетках по всему телу есть аналогичные им сенсоры гормонов и сигнальных веществ, таких как адреналин, серотонин, гистамин и дофамин.

    По мере развития жизни, клетки раз за разом используют один и тот же механизм для получения сведений об окружающей среде: рецепторы, сопряженные с G-белком (от англ. G-protein—coupled receptors, GPCR). Но долгое время эти рецепторы были скрыты от глаз исследователей.

    В 2012 году Нобелевскую премию по химии получили Роберт Лефковиц и Брайн Кобилка — «за исследования G-белоксопряженных рецепторов».

  • «Биомолекула» не раз уже писала о структурной биологии и, в частности, о строении рецепторов, действующих через активацию G-белка. Осень 2010 года принесла ещё две структуры этих излюбленных фармакологами мембранных белков — дофаминового и хемокинового рецепторов.

    Однако структурщики и научная общественность пока пребывают в замешательстве: при чрезвычайно высокой общей «похожести», различия между отдельными представителями семейства пока не позволяют воссоздать общую молекулярную картину их действия.

    «Копилка» продолжает наполняться.

    4 Антон Чугунов 12 декабря 2010

  • Проблема восприятия окружающего мира интересовала людей испокон веков.

    Древнегреческие философы-солипсисты вопрошали: является ли наш мир тем, что «показывают» органы чувств, или же мозг рисует картину мира, не имеющую ничего общего с «истинной» реальностью? В наше время молекулярные биологи задают не менее чудные вопросы: можем ли мы почувствовать запах рукой? или ощутить сладкий вкус ветра? Оказывается, можем — воспринимать внешние раздражители можно не только «штатными» органами чувств. Последние известия: в легких обнаружены рецепторы горького вкуса — те же самые, что и на языке. Что же они там делают?

Источник: https://biomolecula.ru/themes/gpcr

Medic-studio
Добавить комментарий