Фосфодиэстераза фосфорилирование

При расщеплении же с разрывом связей Р—О (О при С-3 ) (с помощью фосфодиэстеразы змеиного яда) аналогичные фрагменты образуются из З -концевого фосфорилированного остатка нуклеотида и 5 -концевого остатка нуклеозида со свободной гидроксильной группой [c.45]

Метаболизм с AMP Фосфодиэстераза (низкая К Повышается Фосфорилирование [c.261]

Метаболизм сАМР Фосфодиэстераза (низкая Повышается Фосфорилирование [c.261]

Хорошо известно, что при увеличении интенсивности света, падающего на сетчатку, ее чувствительность быстро уменьшается. Это может быть обусловлено фосфорилированием какого-то участка молекулы родопсина опсинкиназой, которая специфически действует на выцветший родопсин. По-видимому, фосфорилированный родопсин менее проницаем для Са +, чем нормальный [147]. Кроме того, выцветание родопсина вызывает активацию фосфодиэстеразы, которая особенно эффективно гидролизует циклический (5МР [148]. Таким образом, действие света может вызвать многочисленные вторичные изменения, связанные со снижением концентрации сОМР. [c.67]

Этот фермент катализирует превращение АТР в циклический АМР (циклический аденозинмонофосфат, или сАМР). Химические аспекты этой реакции обсуждаются в гл. 7, разд. Д, 8. Циклический АМР иногда называют вторым посредником ( se ond messenger ), поскольку он переносит сообщение (message), доставленное клетке первым посредником (гормоном). Циклический АМР быстро гидролизуется до АМР фосфодиэстеразой (стадия б на схеме см. также гл. 7, разд. Д, 8). Однако пока сАМР существует, он действует как аллостерический эффектор по отношению к протеинкиназам (стадия в на схеме), которые катализируют такие реакции модификации, как фосфорилирование гликогенсинтетазы (см. предыдущий раздел, а также гл. 11, разд. Е, 3). [c.70]

Характерной особенностью регуляторных механизмов, зависимых от обратимой модификации белков, является существование специальных ферментов, возвращающих модифицированные белки в их исходное состояние покоя циклический АМР гидролизуется фосфодиэстеразой до АМР, а все образующиеся фосфорилированные белки подвергаются гидролизу под действием фосфопротеинфосфатазы, в результате которого происходит удаление фосфатных групп [50]. Эти релаксационные реакции обозначены на рис. 11-10 пунктирными линиями. Действие фосфатаз также, несомненно, подвержено регуляции, однако о соответствующих механизмах нам мало что известно. Инсулин же при его введении в организм крыс, больных диабетом, стимулирует, вероятно, непрямым путем быстрое превращение неактивной формы (D-формы) гликогенсинтетазы печени в активную (1-форму) [51]. [c.509]

Наиболее изученным является аденилатциклазный путь передачи гормонального сигнала. В нем задействовано мимимум пять хорошо изученных белков 1) рецептор гормона 2) фермент аденилатциклаза, выполняющая функцию синтеза циклического АМФ (цАМФ) 3) G-белок, осуществляющий связь между аденилатциклазой и рецептором 4) цАМФ-зависимая протеинкиназа, катализирующая фосфорилирование внутриклеточных ферментов или белков-мишеней, соответственно изменяя их активность 5) фосфодиэстераза, которая вызывает распад цАМФ и тем самым прекращает (обрывает) действие сигнала (рис. 8.5). [c.290]

Физиологическая регуляция происходит не только путем синтеза и циркуляции активных соединений и химических мессенд--жеров. Она должна осуществляться также возможностью инактивации циркулирующих сигналов. На уровне циклического нуклеотида сАМР гидролизуется с помощью фосфодиэстеразы до 5 -АМР. На уровне фосфорилированных белков фосфопро-теинфосфатазы гарантируют обратимость белкового фосфорилирования. [c.276]

Сборка тубулина ингибируется ионами кальция при участии кальмодулина. Далее, кальмодулин играет специфическую роль при регуляции секреции нейромедиатора из нервного окончания— это также Са2+-зависимый процесс (гл. 8). Очень высокая концентрация кальмодулина в мозге (10 мкмоль/л), а также необычно высокая консервативность аминокислотной последовательности при эволюции указывают на значимость этого белка. Кроме участия в функционировании нейронов, кальмодулин работает как медиатор кальциевой регуляции аденилатциклазы, фосфодиэстеразы, фосфорилазы, киназы и фосфорилирования многочисленных мембранных белков. [c.314]

Из множества ферментов, регулируемых Са " , следует отметить протеинкиназы С, фосфорилирующие растворимые белки цитозоля, фосфодиэстеразы и аденилатциклазы, которые, в свою очередь, являются регуляторами процессов фосфорилирования белков. Связь Са с гормонами очевидна, так как при его дефиците действие гормонов прекращается. В приведенном выще примере фосфорилирования фосфорилазы b и перевода ее в активную форму существенную роль играет Са -кальмодулин. [c.138]

Практически, однако, дело обстоит несколько сложнее. Расщепление полинуклеотидов с концевой фосфатной группой гладко протекает лишь при использовании химических методов деградации, при расщеплении же под действием ферментов существенным условием быстрого протекания реакции является отсутствие фосфатной группы на З -конце полинуклеотидной цепи в случае фосфодиэстеразы змеиного яда и на 5 -конце—в случае фосфодиэстеразы селезенки (см. стр. 67). По этой причине перед ферментативным расщеплением необходимо удаление концевых фосфатных групп действием фосфомоноэстеразы, что приводит к исчезновению специфического фрагмента, образующегося из фосфорилированного конца цепи. [c.46]

При осторожном щелочном гидролизе рибонуклеиновых кислот или гидролизе с помощью ферментов (например, рибонуклеазой для рибонуклеиновых кислот, фосфодиэстеразой змеиного яда для дезоксирибонуклеиновых кислот) можно расщепить высокомолекулярные полинуклеотиды на простые нуклеотиды. В молекуле простого нуклеотида тот или иной из перечисленных выше гетероциклов связан с рибозой (в ДНК — с дезоксирибозой) и фосфорной кислотой, этерифицирующей сахарную часть нуклеотида. Это явствует из того, что среди продуктов гидролиза, проведенного в соответствующих условиях, можно найти свободный гетероцикл и изомерные фосфаты Д-рибозы (соответственно /)-2-дезоксири-бозы). С другой стороны, гидролиз нуклеиновых кислот или изолированных нуклеотидов можно (ферментативно или действием аммиака) довести и до соответствующих нуклеозидов, т. е. отщепить фосфорную кислоту, оставив связанными гетероцикл и сахар. Таким образом, нуклеотиды — мономеры , поликонденсацией которых (с отщеплением воды) образуются полинуклеотиды ( полимеры ), — представляют собой фосфорные вфиры нуклеозидов. Поскольку продукты гидролиза нуклеозидов — пириииди-новые и пуриновые гетероциклы (а также рибоза или дезоксирибова), идентифицируются сличением с известными образцами, остается установить место связи гетероцикла с сахаром, характер их циклизации, конфигурацию гликозидного центра и, наконец, место фосфорилирования сахарной части молекулы. [c.712]

Обмен углеводов. Инсулин стимулирует гликолиз, повышая активность ключевых ферментов глюкокиназы, фосфофруктокиназы и пируваткиназы. В печени он снижает активность глюкозо-6-фос-фатазы. Эти процессы и стимуляция трансмембранного транспорта глюкозы обеспечивают поток глюкозы из крови в клетки. Инсулин стимулирует синтез гликогена за счет активации гликогенсинтазы (дефосфорилирование фермента в форму / — активную) этот процесс сопряжен с активацией фосфодиэстеразы и уменьшением внутриклеточной концентрации цАМФ, а также активацией фосфатазы гликогенсинтетазы. Действие инсулина на транспорт глюкозы, гликолиз, гликогеногенез продолжается секунды-минуты и включает фосфорилирование-дефосфорилирование ферментов. Длительное действие на уровень глюкозы в плазме зависит от ингибирования инсулином глюконеогенеза в печени гормон тормозит синтез ключевого фермента — фосфоенолпируваткарбоксикиназы (путем селективного контроля транскрипции гена, кодирующего мРНК этого фермента). Инсулин — единственный гормон, снижающий содержание глюкозы в крови. [c.391]

Известно несколько ферментов, катализирующих последовательное отщепление нуклеотидов от нуклеиновых кислот, начиная с определенного конца. Такие ферменты широко используются при определении последовательности олигонуклеотидов. Кроме того, ферменты эти можно с успехом использовать в тех случаях, когда необходимо осуществить полное расщепление РНК либо на З -нуклеотиды, либо на 5 -фосфорилированные нуклеозиды. Ферментом, атакующим нуклеиновые кислоты с 5 -конца, является экзонуклеаза селезенки, тогда как фосфодиэстераза змеиного яда и полинуклеотидфосфори-лаза атакуют полинуклеотид с З -конца, образуя фХ и ффХ соответственно. Однако все попытки использовать такие ферменты для определения последовательности у столь больших нуклеиновых кислот, как вирусные РНК (подобно тому как аминопептидазы и карбоксипептидазы были использованы для анализа белков), оказались обескураживающими. Следует отметить также, что эти экзо-нуклеазы наиболее активны в отношении немодифициро-ванных и незамещенных концевых групп. Так, экзонуклеаза селезенки не атакует 5 -фосфорилированные концы, [c.101]

Механизм регуляторного действия Са на внутриклеточном уровне в настоя-ш ее время активно изучается. Взаимодействуя с кальмодулином, Са может действовать на систему циклических нуклеотидов, активируя фосфодиэстеразу и понижая концентрацию цАМФ. Тем самым Са влияет на цАМФ-зависимое фосфорилирование канальных белков и функциональное состояние канала. Суш ествуют данные, что Са2 -зависимая активация аденилатциклазы, другого основного фермента системы циклических нуклеотидов, представляет важное звено в механизме мембранной рецепции рецепторы, взаимодействуя с соответствуюш им медиатором, вызывают поступление Са + в цитоплазму и, как следствие, повышение внутриклеточного уровня цАМФ. [c.150]

Третьим типом рецепторных внутриклеточных белков, с которыми взаимодействует цГМФ, являются цГМФ-регулируемые фосфодиэстеразы. Изменение активности этих ферментов вызывает изменение внутриклеточной концентрации циклических нуклеотидов, что приводит к фосфорилированию или дефосфорилированию белков и другим клеточным процессам. Выделяют два основных типа цГМФ- [c.78]

Механизм влияния инсулина на утилизацию глюкозы включает в себя и другой анаболический процесс. В печени и в мышцах инсулин стимулирует превращение глюкозы в глюкозо-6-фосфат, который затем подвергается изомеризации в глюкозо-1-фосфат и в таком виде включается в гликоген под действием фермента гликогенсинтазы (ее активность также стимулируется инсулином). Это действие имеет двойственный и непрямой характер. Инсулин снижает внутриклеточный уровень сАМР, активируя фосфодиэстеразу. Поскольку сАМР-зависимое фосфорилирование инактивирует гликогенсинтазу, при низком уровне этого нуклеотида фермент находится в активной форме. Инсулин активирует и фосфатазу, катализирующую дефосфорилирование гликогенсинтазы, тем самым активируя этот фермент. И наконец, инсулин ингибирует фосфорилазу с помощью механизма, работающего с участием с АМР и фосфатазы, как описано выше. В результате высвобождение глюкозы из гликогена снижается. Таким образом, влияние инсулина на метаболизм гликогена также является анаболическим. [c.256]

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]

В нервной ткани, таким образом, существует тесная взаимосвязь между двумя системами вторичных посредников, Са и цАМФ, осу1дествляемая посредством цАМФ- и Са-зависимо-го фосфорилирования-дефосфорилирования различных изоферментов фосфодиэстеразы цАМФ. Эта взаимосвязь может модулироваться также различным сродством к Са аденилатциклазы, фосфодиэстеразы, протеинкиназы и фосфатазы. Так, аденилатциклаза мозга активируется гораздо более низкими концентрациями Са , чем фосфодиэстераза. [c.346]

Отметим, что системы циклических нуклеотидов осуществляют внутриклеточную регуляцию в тесном взаимодействии друг с другом. Так, например, если концентрация цАМФ в клетке длительное время повышена, может происходить фосфорилирование белков, встроенных в каналы плазматической мембраны, что приводит к повышению в цитоплазме концентрации Са . В результате этого активируются фосфодиэстераза и гуанилатциклаза соответственно ускоряется гидролиз цАМФ и образуется цГМФ. [c.349]

Что происходит с цитоскелетными структурами при возбуждении клеток и как они осуществляют двигательные функции При возбуждении нейронов микротрубочки разбираются за счет дАМФ-зависимого фосфорилирования высокомолекулярных белков, ассоциированных с микротрубочками, и в некоторой степени тубулина, а также за счет Са-зависимого (при участии каль-модулина — СаМ) фосфорилирования тубулина, причем в первом случае фактором, предотвращающим разборку, служит 4)осфодиэстераза циклических нуклеотидов, во втором — белок т , инактивирующий СаМ. Оба типа протеинкиназ, белок т и, возможно, фосфодиэстераза являются интегральными минорными компонентами микротрубочек. В физиологических условиях разборка нейрофиламентов при возбуждении нейронов происходит за счет Са (СаМ)-зависимой протеинкиназы и Са-зависимой цитозольной протеиназы. Видимо Са-зависимая разборка лУ1икротрубочек и нейрофиламентов стратегически оправдана для реализации двигательных функций. [c.77]

Реакции фосфорилирования катализируются соответствующими фосфатиднлинозитхиназами. реакции дефосфорилирования — фосфатидили-нозитэстераэами. Реакция, опосредуемая Са-зависимой фосфодиэстеразой (ФДЭ), активируется после связывания агониста (гормона, медиатора) с клеточным рецептором Н и — остатки жирных кислот, знаком <+ показано активирующее воздействие [c.12]

Под действием цАМФ индуцируется образование формы фосфодиэстеразы, нечувствительной к Са +. Однако не исключено, что длительное повышение концентрации цА1М.Ф в клетке сказывается и на молекулярной активности Са-чувствительной формы фосфодиэстеразы. Мы видели (см. рис. 73), что это происходит прежде всего за счет повышения концентрации Са2+. Показано также, что эта форма фермента может подвергаться цАМФ-зависимому. фосфорилироваиию, биологический эффект которого пока не установлен. Наконец, цАМФ-зависимое фосфорилирование приводит к выходу кальмодулина- из мембран в цитопл-азму. Поскольку кальмодулин может взаимодействовать со многими ферментами клетки (см. раздел 5.1), нельзя исключить того, что между ними существует конкуренция за этот регуляторный белок. Поэтому повышение содержания кальмодулина в цитоплазме может способствовать более полной активации Са-чувствительной формы фосфодиэстеразы. [c.192]

По данным Коэна, б-субъедииица, входящая в состав киназы фосфорилазы, является кальмодулином — регуляторным белком, который обеспечивает, действие Са + на фосфодиэстеразу (см. раздел 4.2.2). Благодаря наличию кальмодулина, киназа фосфорилазы представляет собой Са-активируемый фермент. В определенных условиях ионы Са + могут вызывать самофосфори-лирование фермента, приводящее как и в случае фосфорилирования цАМФ-зависимыми протеинкиназами, к активации киназы фосфорилазы в десятки раз, [c.199]

Под действием цАМФ может индуцироваться синтез фосфодиэстеразы и белковых модуляторов протеинкиназ, снижающих сродство к цАМФ у регуляторных и подавляющих фосфотрансферазную активность каталитических субъединиц фермента. Защита от перевозбуждения наблюдается даже на уровне субстратов цАМФ-зависимого фосфорилирования. На примере киназы фосфорилазы мы видели, что после быстрого фосфорилироваиия р-субъединицы (при этом фосфорилировании фермент активируется) происходит медленное фосфорилирование а-субъединицы, что приводит к резкому ускорению дефосфорилирования р-субъединицы и возвращению фермента в исходное, малоактивное состояние (см. раздел 4.2.3). Точно так же и связьГвание [c.205]

Это, в свою очередь, возбуждает активность родопсина, вследствие чего несколько сотен молекул трансдуцина ( 500)—белка (М = 85 ООО), относящегося к G-семейству (см. с. 457) и являющегося вторым членом биохимического каскада усиления светового сигнала (это происходит в течение 1 мс), распадается на а-субъединицу (М = 39000), у которой одновременно гуанозиндифосфат заменяется на гуанозинтрифосфат (см. с. 458), и димер из р- и у-субъединиц (М = 35000 и 8000 соответственно). Комплекс а-субъединицы трансдуцина с гуанозинтрифосфатом взаимодействует с третьим членом каскада усиления— фосфодиэстеразой циклического гуанозинмонофосфата (состоит из четырех субъединиц а—88 кДа, Р—84 кДа и двух у, по 11 кДа каждая), которая в присутствии белка, ее активирующего (он является интегральным белком ретинальной мембраны), превращает в течение секунды несколько сотен молекул цГМФ в линейные. Гидролиз циклического гуанозинмонофосфата сопровождается закрытием натриевых каналов плазматической мембраны фоторецепторной клетки, ее гиперполяризацией и возникновением электрического импульса, поступающего в синапс внутреннего сегмента и передаваемого в центральную нервную систему. Проходящий одновременно процесс фосфорилирования С-концевой части молекулы родопсина (см. рис. 60) снимает его дальнейшее воздействие на распад трансдуцина, т. е. фоторецепторный цикл завершается. [c.153]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология