Протеинкиназа сАМР-зависимая киназа

Рис. 13-27. Схема стимуляции распада гликогена и подавления его синтеза в клетках скелетных мышц при повьпцении уровня циклического АМР в результате присоединения адреналина к поверхностным рецепторам. сАМР активирует специфическую про-теинкиназу, которая фосфорилирует и таким путем активирует киназу фосфорилазы, а та в свою очередь фосфорилирует и активирует гликогенфосфорилазу-фермент, расщепляющий гликоген. Та же самая сАМР-зависимая протеинкиназа фосфорилирует и в результате инактивирует гликоген-синтазу, участвующую в синтезе гликогена. Активные формы ферментов вьщелены цветом.

Рис. 12-27. Активация сАМР-зависимой протеинкиназы (А-киназы). Присоединение сАМР к регуляторным субъединицам фермента вызывает изменение их конформации, приводящее к отделению этих субъединиц от комплекса. Освобождаемые при этом каталгггические субъединицы активируются. Каждая регуляторная субъединица имеет два участка для связывания с АМР, и освобождение каталитических субъединиц представляет собой кооперативный процесс, требующий присоединения более чем двух молекул с АМР на тетрамер. Это делает реакцию киназы на изменение концентрации сАМР значительно более резкой (см. разд. 12.4.8). Во многих клетках имеются А-киназы двух типов-с

В животных клетках сАМР действует главным образом путем активации специфического фермента, называемого сАМР-зависимой протеинкиназой (А-киназой). Этот фермент катализирует перенос концевого фосфата с АТР на определенные остатки серина и треонина в некоторых белках клетки-мишени. Остатки, фосфорилируемые А-киназой, отличаются тем, что со стороны N-конца около них расположены две или большее число основных аминокислот. Ковалентнее фосфорилирование таких остатков в свою очередь регулирует активность этих белков. [c.372]

Как мы видим, сравнительно простое взаимодействие всего лишь нескольких белков создает биологический переключатель , который быстро включается, а затем выключается через определенное время. В предполагаемом цикле сАМР-зависимая протеинкиназа играет двоякую роль сначала она активирует киназу фосфорилазы, фосфорилируя ее Р-субъединицу, а затем, фосфорилируя tx-субъединицу, определяет тем самым время инактивации фермента путем дефосфорилирования. [c.274]

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]

Конечные стадии передачи сигнала осуществляются с участием сАМР-зависимых протеинкиназ (А-киназ). сАМР специфически связывается с регуляторной субъединицей протеинкиназы. Это приводит к активации каталитической субъединицы белка и ее отделению от регуляторной. Каталитическая субъединица в свободном состоянии может фосфорилировать определенный белок, активация которого и обусловливает ответ клетки на воздействие внешнего сигнала. [c.72]

Повышение концентрации сАМР активирует фермент, обладающий весьма широкой специфичностью—сАМР-зависимую протеинкиназу. Эта киназа катализирует фосфорилирование при участии АТР неактивной киназы фосфорилазы с образованием активной киназы фосфорилазы, которая в свою очередь, путем фосфорилирования, активирует фосфорилазу Ь, переходящую в фосфорилазу а (рис. 19.5). [c.193]

A. сАМР-зависимая протеинкиназа (А-киназа) [c.463]

Последние исследования показали, что такое описание слишком упрощенно 34], сАМР-зависнмая протеинкиназа представляет собой тетрамерный белок состоящий из двух каталитических и двух регуляторных субъединиц. Далее, сАМР-зависимые протеинкиназы можно разделить на два типа I и П.-Основное различие между двумя этими типами заключается в способности регуляторных субъединиц киназ типа II фосфорилироваться каталитической субъединицей. В то же время сОМР-зависимая протеинкиназа представляет собой димерный белок, состоящий из двух идентичных субъединиц. Каждая субъединица имеет сПТР-связываюший и каталитический центры в одной полипептидной пепи. [c.143]

В 1968 г. Эдвин Кребс и его коллеги показали, что сАМР-за-висимая протеинкиназа участвует в стимуляции гликогенолиза. Позже группа Грингарда обнаружила протеинкиназную активность почти во всех животных тканях, и было постулировано, что сАМР осуществляет свои многочисленные физиологические эффекты посредством этого нового класса ферментов (рис. 9.11, а, 9,12). сАМР-Зависимые протеинкиназы являются тетрамерными ферментами, каждый из которых имеет две регуляторные и две каталитические субъединицы (рис. 9.11,6). Связывание сАМР с регуляторными субъединицами вызывает диссоциацию их каталитических субъединиц, и последние, таким образом, активируются. Протеинкиназа, найденная в основном в нервных тканях, так называемая киназа типа П, фактически фосфорилирует свои собственные регуляторные субъединицы такое автофосфорилирование не наблюдается у протеинкиназы типа I. Однако механизмы их активации одинаковы. [c.273]

Процесс созревания яйцеклетки лучше всего изучен у амфибий. У этих животных гонадотропины, находящиеся под контролем гипофиза, действуя на окружающие ооциты фолликулярные клетки, инициируют выделение последними стероидного гормона прогестерона. Подобно другим стероидным гормонам, прогестерон диффундирует через плазматические мембраны большинства клеток-мишеней и связывается с внутриклеточными рецепторными белками, регулирующими транскрипцию снецифических генов (см. разд. 12.2.1). Однако в созревании ооцита прогестерон, но-видимому, участвует иначе полагают, что он связывается с рецепторными белками плазматической мембраны. При этом происходит инактивация аденилатциклазы плазматической мембраны ооцита. в результате чего снижается концентрация циклического АМР в цитозоле и соответственно активность сАМР-зависимой протеинкиназы (А-киназы, см. разд. 12.4.1). [c.32]

I находится под контролем двух термостабильных белков-ингибиторов. Ингибитор 1 фосфорилируется сАМР-зависимой протеинкиназой ингибитор 2, являющийся, по-видимому, субъединицей неактивной фосфатазы, также подвергается фосфорилированию—предположительно киназой-3 гликогенсинта-зы. Фосфорилирование обоих ингибиторов ведет к активации фосфатазы. Действие ряда фосфатаз направлено на некоторые специфические остатки так, существуют фосфатазы, отщепляющие фосфат от фосфорилированных остатков тирозина. [c.166]

Рис. 13-28. Активация сАМР-зависимой протеинкиназы. Присоединение сАМР к регуляторной субъединице фермента вызывает изменение ее конформации, приводящее к отделению этой субъединицы. Освободившаяся каталитическая субъединица активируется (и поэтому вьщелена цветом). Хотя для простоты протеинкиназа изображена в виде димера, полагают, что на самом деле это тетрамер, состоящий из двух регуляторных и двух каталитических субъединиц. Каждая регуляторная субъединица имеет два центра связывания сАМР, и освобождение каталитических субъединиц является кооперативным процессом, требующим присоединения более чем двух молекул сАМР на тетрамер. Это делает реакцию киназы на изменение концентрации сАМР значительно более резкой (см. разд. 13.4.9).

В клетках скелетных мышц одна и та же фосфопротеинфосфатаза дефосфорилирует все ключевые ферменты метаболизма гликогена, регулируемые сАМР (киназу фосфорилазы, гликогенфосфорилазу и гликогенсинтазу рис. 13-29) ее каталитический эффект противодействует стимулируемому сАМР присоединению фосфата к белкам. Однако сАМР-зависимая протеинкиназа в активном состоянии фосфорилирует и тем самым активирует также специальный белок-ингибитор фосфатазы. Этот активированный белок-ин-гибитор связывается с фосфопротеинфосфатазой и инактивирует ее (рис. 13-30). Активация киназы фосфорилазы при одновременном подавлении фосфопротеинфосфатазы приводит к значительно более сильному и быстрому воздействию повышенного уровня сАМР на синтез и распад гликогена, чем если бы сАМР влиял лишь на один из этих ферментов. [c.273]

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]

Циклический АМР активирует ферментный комплекс, фосфорилируя его Р-субъединицы. Затем происходит более медленное фосфорилирование а-субъединиц той же самой сАМР-зависимой протеинкиназой. Предполагается, что фосфорилирование а-субъединицы изменяет конформацию Р-субъединицы так, чтобы облегчить ее быстрое дефосфорилирование фосфопротеинфосфатазой. Дефосфорилирование Р-субъединицы инактивирует фермент (рис. 13-22). Таким образом, повышение концентрации сАМР активирует киназу фосфорилазы (а значит, и ее субстрат-гликогенфосфорилазу) на определенный промежуток времени (около 1 -2 мин). [c.274]

Фосфорилаза а и киназа фосфорилазы а дефосфо-рилируются и инактивируются протеинфосфатазой-1. Ингибитором протеинфосфатазы-1 является белок, который называют ингибитором- последний становится активным только после фосфорилирования сАМР-зависимой протеинкиназой. Таким образом, сАМР контролирует как активацию, так и инактивацию фосфорилазы (рис. 19.5). [c.193]

Описаны гликогенозы, связанные с недостаточностью фосфорилазы в печени (гликогеноз VI типа), недостаточностью фосфофруктокиназы в мышцах и эритроцитах (гликогенез VII типа болезнь Таруи), а также гликогеноз, обусловленный недостаточностью киназы фосфорилазы. Сообщалось также о случаях недостаточности аденилаткичазы и сАМР-зависимой протеинкиназы. [c.195]

Активность пируватдегидрогеназы может регулироваться как путем фосфорилирования, катализируемого АТР-специфичной киназой и приводящего к уменьшению активности, так и путем дефосфорилирования под действием фосфатазы, приводящего к увеличению активности дегидрогеназы. При увеличении соотношений [ацетил-СоА]/[СоА], П АОН]/рЧАО ] и [АТР]/[АОР] киназа становится более активной. Следовательно, пируватдегидрогеназа и гликолиз ингибируются при окисленин жирных кислот, в процессе которого эти соотношения увеличиваются (рис. 22.3). При голодании активность дегидрогеназы уменьшается, а при действии инсулина-увеличивается в жировой ткани (но не в печени). Глюкагон ингибирует гликолиз и активирует процесс глюконеогенеза в печени путем увеличения концентрации сАМР, что в свою очередь вызывает повышение активности сАМР-зависимой протеинкиназы последняя фосфорилирует и инактивирует пируват-киназу. Глюкагон влияет также на концентрацию [c.217]

Два термостабильных белка, выделенных из сердца собаки, модулируют активность протеинкиназы. Один стимулирует активность сСМР-зависимой протеинкиназы, а другой ингибирует сАМР-зависимую протеинкиназу. Недавно были описаны дополнительные модуляторы активности этих киназ и внутриклеточной концентрации циклических нуклеотидов. Высокоочищенный термостабильный Са +-связывающий фосфопротеид из мозга активирует как аденил-циклазу, так и циклонуклеотид—фосфодиэстеразу. [c.368]

G-белок может активировать или инактивировать аденилатциклазу, регулируя тем самым содержание циклического АМР в постсинаптической клетке. В свою очередь циклический АМР регулирует активность сАМР-зависимой протеинкиназы (А-киназы - см. разд. 12,4.1), которая наряду с другими белками-мишенями способна фосфорилировать ионные каналы плазматической мембраны, изменяя их свойства. Циклический АМР способен также влиять на некоторые ионные каналы, непосредственно присоединяясь к ним. [c.326]

Непрерывное и быстрое удаление из клетки свободных ионов Са и сАМР делает возможными быстрые изменения концентраций этих двух внутриклеточных медиаторов в ответ на внеклеточные сигналы. Повышение уровня сАМР активирует с АМР-зависимые протеинкиназы (А-киназы), 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 калъмодулином, который при этом изме- [c.382]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология