Протеинкиназа С а кальмодулин-зависимая

К числу мишеней, регулируемых комплексом Са -кальмодулин, относится много ферментов и мембранных транспортных белков. Среди них выделяются Са /кальмодулин-зависимые протеинкиназы (Са-киназы), фосфорилирующие белки по остаткам серина и треонина Первые из открытых Са-киназ -киназа легких цепей миозина и киназа фосфорилазы - имели узкую субстратную специфичность. Позже была [c.376]

Непрерывное и быстрое удаление из клетки свободных ионов Са и сАМР делает возможным быстрое изменение концентраций этих внутриклеточных медиаторов в ответ на внешние сигналы. Повышение уровня сАМР активирует сАМР-зависимые протеинкиназы, которые фосфорилируют определенные белки-мишени. Этот эффект обратим, так как при падении уровня сАМР фосфорилированные белки быстро дефосфорилируются. Аналогичным образом повышение внутриклеточной концентрации свободных ионов кальция влияет на клетки благодаря связыванию Са с кальмодулином, который при этом изменяет свою конформацию и активирует множество различных белков-мишеней, в том числе Са -зависимые протеинкиназы. Поскольку каждый тип клеток характеризуется своим набором белков-мишеней для сАМР-зависимых протеинкиназ и или кальмодулина (либо кальмодулин-зависимых протеинкиназ), изменение уровня сАМР или Са вызывает в клетках разного типа различные, характерные для них реакции. Таким образом, использование сАМР и Са в качестве вторых посредников позволяет значительно усилить внешний сигнал и сделать его эффект специфичным для клеток того или иного типа. [c.281]

Следует отметить, что ионы Са могут участвовать в формировании метаболической компоненты клеток растений не только непосредственно (за счет работы Са -АТФазы плазмалеммы), но и косвенно, оказывая регуляторное влияние nia. активность электрогенного Н+-насоса, представленного Н+-АТФазой. Медиатором регуляторного влияния выступает кальмодулин [369. 504]. Механизм действия комплекса Са —кальмодулин на Н -АТФазу плазмалеммы, согласно проведенным йсследованиям [704], выглядит следующим образом. Са —кальмодулин изменяет активность Са -зависимой, кальмодулин-стимулируемой протеинкиназы последняя, в свою очередь, увеличивает уровень фосфорилирования белков плазматической мембраны, включая Н -АТФазу повышение уровня фосфорилирования сопровождается снижением активности Н -АТФазы. [c.45]

Представленную выше цепь событий не следует рассматривать как исчерпывающую схему процесса экзоцитоза. До сих пор не установлена роль других цитоплазматических белков, способных взаимодействовать с секреторными пузырьками при повышении концентрации Са +. Хотя существуют данные об участии цАМФ-зависимой протеинкиназы, кальмодулина и протеинкиназы С в самых разнообразных процессах экзоцитоза, механизм их действия не исследован. Впрочем, необычайно быстрый прогресс в данной области позволяет надеяться, что к моменту выхода этой книги роль этих белков в регуляции секреции будет раскрыта. [c.100]

СоА-карбоксилазу опосредованно при участии а-адренергических рецепторов и Са +/кальмодулин-зависимой протеинкиназы. У жвачных исходным материалом для липогенеза является не глюкоза, а ацетат. Соответственно у этих животных не функционируют регуляторные механизмы липолиза, локализованные в митохондриях. [c.289]

Кальмодулин-зависимая протеинкиназа в клетках мозга-это [c.227]

B. кальмодулин-зависимые протеинкиназы (Са-киназы) [c.463]

Ионам Са принадлежит центральная роль в регуляции многих клеточных функций. Изменение концентрации внутриклеточного свободного Са является сигналом для активации или ингибирования ферментов, которые в свою очередь регулируют метаболизм, сократительную и секреторную активность, адгезию и клеточный рост. Источники Са могут быть внутри- и внеклеточными. В норме концентрация Са в цитозоле не превышает 10 М, и основными источниками его являются эндоплазмати-ческий ретикулум и митохондрии. Нейрогормональные сигналы приводят к резкому повышению концентрации Са (до 10 М), поступающего как извне через плазматическую мембрану (точнее, через потенциалзависимые и рецепторзависимые кальциевые каналы), так и из внутриклеточных источников. Одним из важнейших механизмов проведения гормонального сигнала в кальций—мессенджерной системе является запуск клеточных реакций (ответов) путем активирования специфической Са -кальмодулин-зависимой протеинкиназы. Регуляторной субъединицей этого фермента оказался Са -связывающий белок кальмодулин (мол. масса 17000). При повышении концентрации Са в клетке в ответ на поступающие сигналы специфическая протеинкиназа катализирует фосфорилирование множества внутриклеточных ферментов —мишеней, регулируя тем самым их активность. Показано, что в состав киназы фосфорилазы Ь, активируемой ионами Са , как и КО-синтазы, входит кальмодулин в качестве субъединицы. Кальмодулин является частью множества других Са -свя-зывающих белков. При повышении концентрации кальция связывание Са с кальмодулином сопровождается конформационными его изменениями, и в этой Са -связанной форме кальмодулин модулирует активность множества внутриклеточных белков (отсюда его название). [c.296]

Группы клеточных функций, регулируемых сАМР и ионами кальция, в значительной степени перекрываются и внутриклеточные концентрации тех и других молекул нередко изменяются под влиянием одного, и того же внеклеточного сигнала. Эти две внутриклеточные сигнальные системы могут взаимодействовать по меньшей мере двояким образом 1) внутриклеточные уровни Са и сАМР способны влиять друг на друга, например кальмодулин может регулировать ферменты синтеза и распада сАМР, а сАМР-зависимые протеинкиназы-фосфорилировать кальциевые каналы или насосы 2) Са и сАМР могут регулировать один и тот же фермент, например киназу фосфорилазы может активировать и сАМР-зависимая протеинкиназа, и связывание кальмодулином (рис. 13-31). [c.277]

КМ-зависимые протеинкиназы могут быть разделены на 2 группы по структурным особенностям. Так, в одной группе КМ является интегральной частью фермента, а в другой — способен обратимо диссоциировать от протеинкиназы. Примером первого случая может служить киназа фосфорилазы. Цри активации фермента Са связывается с субъединицей фермента, являющейся кальмодулином. Около 20 лет назад было обнаружено стимулирующее действие на киназу фосфорилазы протеинкиназы А. К настоящему времени установлено, что 10-20- [c.351]

Са-Индуцируемая агрегация и слипание изолированных синаптических пузырьков мозга протекают в присутствии Са + (1—10 мкМ), Mg-АТФ (1 мМ) и СаМ (1—10 мкМ). В отсутствие двух последних факторов ионы Са вызывают агрегацию синаптических пузырьков лишь в миллимолярных концентрациях. При оптимальных условиях наблюдается также Са-зависимое фосфорилирование двух белков мембран синаптических пузырьков при участии везикулярной протеинкиназы и высвобождение медиаторов в среду инкубации. Не ясно, протекает ли последнее благодаря фосфорилированию и изменению конформации мембран либо за счет агрегации, слипания синаптических пузырьков, а значит, и высвобождения части содержимого органелл. Недавно показано, что на внешней поверхности мембран секреторных гранул действительно находятся белки, связывающиеся с кальмодулином. [c.83]

Существует также линейная зависимость между высвобождением ПТГ и уровнем сАМР в клетках паращитовидных желез. Вероятно, эта зависимость опосредована изменениями уровня Са + в клетках, поскольку между внутриклеточными концентрациями Са-+ и сАМР существует обратная связь. В основе ее может лежать хорошо известный активирующий эффект кальция на фосфодиэстеразу (через Са +/кальмодулин-зависимую протеинкиназу) либо ингибирующий эффект (по аналогичному механизму) на аденилатциклазу. Фосфат не влияет на секрецию ПТГ. [c.197]

Весьма перспективной представляется новая проблема, основанная на активации ионами кальция кальмодулин-зависимой протеинкиназы II (К3П II). Последняя замечательна тем, что после первичной активации она способна к аутофосфорилированию, поддерживающему далее ее активность и активность вновь синтезируемых молекул этого фермента в течение очень длительного времени. К3П II локализована в синапсах и может таким образом участвовать в механизмах длительного изменения проводимости данного синапса. [c.383]

В сердечной мышце кальмодулин-зависимая протеинкиназа фосфорилирует фосфоламбан на участке, отличном от того, на котором действует сАМР-ПК. Тем не менее кальмодулин-зависимое фосфорилирование тоже связано с увеличением скорости поглощения Са + саркоплазматическим ретикулумом [63]. [c.97]

Кальмодулин-зависимая протеинкиназа нервной ткани фосфорилирует ферменты, участвующие в синтезе нейромедиаторов, — тирозингидроксилазу (дофамин и норадреналин) и триптофангидроксилазу (серотонин). Фосфорилированные формы ферментов взаимодействуют с белком-активатором, что стимулирует синтез нейромедиаторов [68]. [c.97]

Имеются данные о том, что входящие в окончание аксона ионы Са не только запускают экзоцитоз, но и активируют Са -кальмодулин-зависимую протеинкиназу (Са-киназу II - см. разд. 12.4.3), фосфорилирующую в окончании аксона многие белки, в том числе синапсин /-белок, прикрепленный к поверхности синаптических пузырьков. Как полагают, в результате фосфорилирования синапсин I освобождается, благодаря чему пузырьки переходят в активную зону пресинаптической мембраны, где занимают место пузырьков, исчезнувших в результате экзоцитоза. Весь цикл событий, запускаемый одиночным нервным импульсом, был наглядно продемонстрирован путем очень быстрого замораживания области синапса и исследования препаратов в электронном микроскопе. Некоторые результаты представлены на рис. 19-20. [c.309]

Молекула киназы фосфорилазы состоит из субъединиц четырех типов ар б. Молекулярная масса фермента — 1,3-10 Да — отвечает формуле (аРуб)4- Киназа фосфорилазы играет, как показано, ключевую роль в регуляции обмена гликогена и в сопряжении гликогенолиза и мышечного сокращения. В скелетной мускулатуре она существует в двух молекулярных формах нефосфорилированной ( неактивированная ) и фосфорилированной ( активированная ). Первая активна лищь при pH 8,2, вторая — при pH 6,8 и 8,2. При активации фермента отнощение активностей, измеренных при pH 6,8/8,2, возрастает от 0,05 до 0,9—1,0. Активация киназы достигается фосфорилированием а- и р-субъединиц, которое катализирует цАМФ-зависимая протеинкиназа. Каталитическую роль выполняет -субъединица б-субъединица идентична a +- вязывaющeмy белку — кальмодулину. Ферментативная активность киназы фосфорилазы полностью зависит от ионов На р-субъединице фермента имеется регуляторный центр, обладающий высоким сродством к АДФ. Константа Михаэлиса для АТФ равна [c.223]

Катализируется эта реакция ферментом киназой фосфорютазы Ь, который также существует как в активной, так и неактивной формах. Активация киназы фосфорилазы Ь происходит подобно активации фосфорилазы, т. е. путем ее фосфорилирования, которое катализируется цАМФ-зависимой протеинкиназой (гл. 13). Важная роль в активации киназы фосфорилазы принадлежит также Са " -кальмодулину — белку, участвующему в регуляции активности многих киназ (гл. 13). Активация протеинкиназы при участии цАМФ, который, в свою очередь, образуется из АТФ в реакции катализируемой аденилатциклазой, стимулируется гормонами адреналином и глюкагоном. Увеличение содержания этих гормонов приводит в результате каскадной цепи реакций к превращению фосфорилазы Ь в фосфорилазу а и, следовательно, к освобождению глюкозы в виде глюкозо-1-фосфата из запасного полисахарида гликогена. Обратное превращение фосфорилазы а в фосфорилазу Ь катализируется ферментом протеинфосфатазой. На рис. 18.6 приведен каскадный механизм мобилизации гликогена. Активация первого фрагмента каскада — аденилатциклазы — в конечном счете активирует распад гликогена и одновременно ингибирует фермент его синтеза — гликогенсинтазу (гл. 20). Следовательно, фосфорилирование гликогенфосфорилазы и гликогенсинтазы приводит к противоположным изменениям их активности гликогенсинтаза ингибируется, а гликогенфосфорилаза активируется, что вызывает повышение содержания глюкозы в мышцах, печени и крови, т. е. происходит быстрое включение реакций, поставляющих энергию. [c.251]

Кальций-зависимый регуляторный белок назван кальмодулином его мол. масса 17000, по структуре и функции он гомологичен мышечному белку тропо-нину С. Кальмодулин содержит четыре участка связывания Са +. Связывание Са + по всем четырем участкам ведет к заметному изменению конформации белка больщая часть молекулы приобретает структуру а-спирали. Эти конформационные переходы определяют, видимо, способность кальмодулина активировать или инактивировать определенные ферменты. Взаимодействие ионов кальция с кальмодулином (и соответствующее изменение активности последнего) в принципе сходно с процессом связывания сАМР с протеинкиназой, обеспечивающим активацию этого фермента. Кальмодулин часто оказывается одной из многочисленных субъединиц сложных белков и, как правило, участвует в регуляции активности различных киназ, а также ферментов синтеза и распада циклических нуклеотидов. Список некоторых ферментов, прямо или косвенно (по-видимому, через кальмодулин) регулируемых Са +, приведен в табл. 44.5. [c.167]

С помощью Са + или путем фосфорилирования или обоими способами одновременно осуществляется регуляция целого ряда ключевых ферментов метаболизма к их числу относятся гликогенсинтаза, глицерол-З-фосфат—-дегидрогеназа, пируватдегидрогеназа, пируваткиназа и пируваткарбоксилаза. Остается не ясным, прямо ли участвует в этой регуляции кальмодулин или же основная роль принадлежит недавно открытым протеинкиназам (Са +/каль-модулин-зависимой либо Са +/фосфолипид-зави-симой). [c.168]

Можно привести еще несколько примеров. Так, через 5—10 с после добавления ТРГ к клетках гипофиза в них заметно возрастает расщепление фосфоинозитидов фосфолипазой С при этом повышается уровень инозитолди- и трифосфатов в клетках и в результате происходит мобилизация внутриклеточного кальция. Это ведет к активации Са +-зависимой протеинкиназы, которая в свою очередь фосфорилирует ряд белков (один из них, вероятно, участвует в высвобождении ТСГ). Кальций, по-видимому, служит также внутриклеточным медиатором действия ГнРГ на высвобождение Л Г. Полагают, что в этом процессе участвует также кальмодулин. [c.168]

В мышечных клетках. Киназа фосфорилазы состоит из четырех различных субъединиц, но только одна из них катализирует реакцию фосфорилирования остальные три играют регуляторную роль и позволяют ферментному комплексу активироваться как циклическим АМР, так и ионами Са . Субъединицы обозначают буквами а, р, у и 8, и ( )ерментный комплекс содержит по четьфе копии каждой из них. Каталитическая активность присуща у-субъединице. 5-Субъединица-это Са -связывающий белок кальмодулин (разд. 13.4.5). Субъединицы а и Р служат для регуляции с помощью сАМР, обе они фосфорилируются сАМР-зависимой протеинкиназой (рис. 13-31). [c.274]

Аллостерическая активация кальмодулина кальцием аналогична активации протеинкиназы циклическим АМР. При изучении киназы фосфорилазы было обнаружено, что кальмодулин является регуляторной субъединицей, постоянно входящей в состав этого фермента (рис. 13-31). Но в большинстве случаев присоединение Са ведет к тому, что ранее свободный кальмодулин связывается в клетке с различными белками-мишенями (рис. 13-33). Например, кальций-зависимая активация фосфодиэстеразы циклических нуклеотидов, аденилатциклазы и некоторых мембранных Са -АТРаз происходит в результате связывания комплекса Са -кальмодулин с регуляторной субъединицей каждого из этих ферментов. Таким образом, реакция клетки-мишени на увеличение концентрации свободных ионов Са в цитозоле зависит от того, какие кальмодулин-связывающие белки имеются в данной клетке. Поскольку кальмодулин может принимать несколько различных конформаций (в зависимости от числа связанных ионов кальция), не исключено, что разные конформации взаимодействуют с разными клеточными белками. Таким путем кальмодулин мог бы в принципе вызывать различную реакцию клеток при разных концентрациях свободных ионов Са " в цитозоле. [c.276]

При исследовании локализации фосфорилирующих систем в ЦНС установлено, что цАМФ-зависимая система избирательно сконцентрирована в нейронах, особенно в девдритах, а не в глии. Мозг крысы содержит как I, так и и II форму протеинкиназы А при соотношении этих форм 1 4 соответственно. Высокое содержание А-киназы II типа по сравнению с ферментом I типа вообще характерно для нервной ткани. Недавно установлена гетерогенность Р-субъединиц А-киназы II типа. При этом в мозге выявлена собственная, специфичная Р П-субъединица, отличная по иммунохимическим свойствам от Р-су единиц II типа в других тканях. Р II мозга отличается от Р II мышц по характеру взаимодействия с К-субъединицей, а также по электрофоретической подвижности аутофосфорилированных форм. Показано, что фракция Р-субъединиц II типа мозга взаимодействует с Са " и кальмодулином. Необычные свойства Р П-субъ- [c.339]

Анализ регуляторных свойств фосфодиэстеразы в нервной ткани свидетельствует о тесном сопряжении между цАМФ- и Са-зависимыми системами внутриклеточной сигнализации это сопряжение может модулироваться с помощью изоферментов фосфодиэстеразы. Так, в мозге быка найдены 2 изоформы Са-КМ-зависимой фосфодиэстеразы, состоящей из субъединиц с = 60 и 63 кД. Изофермент с субъединицами 60 кД может быть фосфорилирован цАМФ-зависимой протеинкиназой, что приводит к уменьщению сродства фосфодиэстеразы к кальмодулину. Дефосфорилирование этого изофермента осуществляет Са-КМ-стимулируемая протеинфосфатаза при этом восстанавливается чувствительность фосфодиэстеразы к кальмодулину. [c.346]

В отличие от изофермента с субъединицами 60 кД фосфорилирование изоформы фосфодиэстеразы с субъединицами 63 кД осуществляется Са-КМ-зависимыми протеинкиназами. Это фосфорилирование также приводит к потере чувствительности фосфодиэстеразы к кальмодулину и обращается Са-КМ-стиму-лируемой протеинфосфатазой с восстановлением чувствительности фосфодиэстеразы к КМ. Очевидно, такой механизм регуляции фосфодиэстеразы реализуется в мозге in vivo, несмотря на очень высокую (>10 мкМ), насыщающую концентрацию в нем КМ. Фосфорирование снижает сродство фермента к КМ и обусловливает зависимость его активности от физиологических концентраций Са " ". [c.346]

Очевидно, что изменения в содержании цитоплазматическогх) Са имеют множественные последствия для синаптической функции, особенно для экзоцитоза. Мишенью ряда регулирующих экзоцитоз лекарственных препаратов и антител может быть кальмодулин. Установлено, что запускаемая деполяризацией секреция вазопрессина и окситоцина из нервных терминалей гипофиза является Са-зависимой и не требует участия цАМФ или протеинкиназы С, причем комплекс Са -кальмодулин связывается с белками мембран секреторные фанул, представляю-шими собой, вероятно, субъединицы специфичной протеинкиназы. Следствием этого процесса является усиление экзоцитоза посредством слияния мембран секреторных фанул с цитоплазматической мембраной. [c.352]

В последнее время появились данные о регуляции протеинкиназной и протеинфосфатазной активности с помощью Са-связывающего белка 8-100 (см. также гл.2). 8-100 активирует фосфопротеинфосфатазы мозга, а также модулирует активность ядерных и цитоплазматических протеинкиназ этой ткани, в частности К-субъединицы протеинкиназы А. 8-100 ингибирует фосфорилирование ряда субстратов в клетках мозга кальмодулин активирует фосфорилирование этих же белков. Возможно, 8-100 и кальмодулин действуют в мозге как антагонисты. Во всяком случае, в нервной ткани реализуется еще один путь Са-зависимого фосфорилирования-дефосфорилирования, независимый от КМ-стимулируемого процесса. 8-ЮО-стимулируемое фосфорилирование-дефосфорилирование может принимать участие в регуляции ряда функций нервных клеток. [c.354]

Смотреть страницы где упоминается термин Протеинкиназа С а кальмодулин-зависимая: [c.383] [c.309] [c.23] [c.85] [c.99] [c.112] [c.76] [c.214] [c.334] [c.96] [c.98] [c.474] [c.383] [c.275] [c.380] [c.133] [c.350] [c.352] [c.343]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология