Лиганды, активация рецепторов

Рис. 12-47. Последовательные процессы активации и адаптации (в результате метилирования) хемотаксического рецептора. Обратите внимание, что активность рецептора (а значит, и частота кувырканий бактерии) в исходном и в адаптированном состоянии одинакова. Для простоты рецептор показан с двумя участками метилирования, в действительности же у каждого рецептора их четыре. При повышении концентрации лиганда доля времени, когда рецептор занят лигандом, увеличивается. Более высокая концентрация лиганда вызывает большее конформационное изменение рецептора, чем низкая, и приближает его состояние к предельно измененному. Однако медленное усиление метилирования через несколько минут восстанавливает исходную конформацию, причем большей концентрации аттрактанта соответствует большее число метильных групп на рецепторе. Рецептор теперь адаптирован. Хотя на схеме показано прямое присоединение лиганда к рецептору, в некоторых случаях он сначала присоединяется к периплазматическому субстрат-связывающему белку, который затем взаимодействует с

Активация рецептора лигандом. Ферментативная активность клеточных рецепторов зависит от связывания ими лигандов и [c.32]

В отличие от рецепторов, связанных с каналами, не связанные с ионными каналами рецепторы нейромедиаторов, присоединяя лиганд, запускают в постсинаптической клетке каскад ферментативных реакций. В большинстве изученных случаев первая реакция этого каскада ведет к активации G-белка, который либо прямо взаимодействует с ионными каналами, либо регулирует образование таких внутриклеточных посредников, как циклический АМР и Са. Эти посредники в свою очередь или непосредственно влияют на ионные каналы, или активируют киназы, фосфорилирующие различные белки, в том числе и белки ионных каналов. Во многих синапсах имеются как связанные, так и не связанные с каналами рецепторы, присоединяющие одни и те же или различные медиаторы. Если рецептор не связан с каналом, то опосредуемый им эффект, как правило, бывает замедленным и продолжительным и может влиять на эффективность последующей синаптической передачи, что [c.336]

Цикл активации циклазы повторяется до тех пор, пока отделение лиганда не вернет рецептор в исходную конформацию [c.267]

Тучные клетки секретируют гистамин (см. табл. 12-1) в ответ на связывание специфических лигандов с рецепторами на их поверхности. Именно гистамин, секретируемый тучными клетками ответствен за многие неприятные симптомы, такие, как зуд или чихание, сопровождающие аллергические реакции. Если гучные клетки проинкубировать в среде, содержащей растворимый стимулятор, то экзоцитоз наблюдается по всей клеточной поверхности (рис. 6-70). Если же стимулирующий лиганд искусственно связан с твердой гранулой, так что он может взаимодействовать только с небольшим участком поверхности тучной клетки, экзоцитоз ограничивается местом контакта с гранулой (рис. 6-71). Ясно, что тучная клетка не отвечает на стимуляцию как нечто целое активация рецепторов, внутриклеточные сигналы как результат этой активации и последующий экзоцитоз, очевидно, происходят лищь в том участке клетки, который подвергается стимуляции. Это свидетельствует о важном свойстве плазматической мембраны отдельные ее участки могут функционировать независимо от остальной мембраны Как мы видим, это свойство одинаково важно как для экзоцитоза, так и для эндоцитоза. [c.410]

Рис. 13-23. Модель сопряжения между активацией аденилатциклазы и активацией рецептора в результате случайных соударений в липидном бислое. В представленном здесь варианте модели предполагается, что рецепторные белки, молекулы аденилатциклазы и ОТР-связывающий белок (О-белок) независимо диффундируют в плазматической мембране клетки-мишени и взаимодействуют только после присоединения лиганда к рецепторному белку (но возможно также, что О-белок все время ассоциирован с аденилатциклазой). Хотя на схеме это не показано, каждая молекула активированного рецептора активирует много молекул О-белка, что ведет к большому усилению ответа.

Для передачи внеклеточных сигналов клетки используют огромную разницу концентраций Са с двух сторон плазматической мембраны. Точно так же как некоторые поверхностные рецепторы функционально сопряжены с аденилатциклазой, другие сопряжены с кальциевыми каналами в плазматической мембране. Когда в результате активации рецепторов эти каналы на короткое время открьшаются, ионы Са входят в цитозоль, где действуют в качестве второго посредника (рис. 13-25). Этот механизм характерен для больщинства секреторных клеток, активируемых внешними лигандами. В некоторых случаях активация рецептора сначала вызывает деполяризацию плазматической мембраны, а затем изменение мембранного потенциала приводит к открытию потенциал-зависимых Са -каналов и к притоку ионов извне. В других случаях кальциевые каналы открываются независимо от изменений мембранного потенциала и механизм сопряжения между рецепторами и каналами остается неясным. [c.269]

Вторые посредники не только позволяют рецепторам клеточной поверхности переводить внеклеточные сигналы во внутриклеточные, но и обеспечивают значительное усиление первоначального сигнала. Мы уже видели, что в случае активации аденилатциклазы каждая молекула рецептора, присоединившая лиганд, активирует много молекул ОТР-связывающего белка, а значит, и много молекул аденилатциклазы. В свою очередь каждая молекула аденилатциклазы катализирует превращение множества молекул АТР в сАМР. Аналогичным образом, если присоединение лиганда к рецептору ведет к открытию кальциевых каналов, в цитозоль проникает сразу много ионов кальция. Эти вторые посредники служат аллостерическими эффекторами, активирующими определенные белки, например протеинкиназы, которые в свою очередь превращают (в случае киназ-путем фосфорилирования) очень большое число молекул-субстратов в третьи посредники и т. д. Благодаря таким каскадам одна внеклеточная сигнальная молекула способна вызвать образование в клетке-мишени многих тысяч молекул-эффекторов (рис. 13-35). [c.277]

Попытка объединить теории Стэферсона, Патона и Карлина в единое целое предпринята в конце 70-х —начале 80-х гг Е. Ариенсом (1979, 1981, 1982) [23—26]. Согласно Ариенсу при взаимодействии лиганда с рецептором образуется неактивный лиганд-рецепторный комплекс, который затем может обратимо перейти в активное состояние. При этом скорость активации лиганд-рецепторных комплексов антагонистов с рецепторами много меньше скорости ассоциации агонистов с рецепторами. Биологический ответ пропорционален числу образовавшихся активных лиганд-рецепторных комплексов, а не суммарному числу связанных рецепторов. В обобщенном виде кинетику лиганд-рецепторного взаимодействия согласно теории Ари-енса можно записать следующим образом [c.356]

Оба типа -рецепторов стимулируют аденилатциклазу. Они отличаются участками распознавания лиганда R. С совершенно иной ситуацией мы встречаемся в случае сс-адренэргических рецепторов. Здесь, напротив, ai регулирует в основном внутриклеточный уровень другого вторичного мессенджера — Са-+, тогда как 2 не только не активирует аденилат-циклазу, но, по-видимому, и ингибирует ее. В настоящее время считается, что сс2-рецепторы взаимодействуют с аденилатциклазой (С) через ингибиторный регуляторный белок (N, G). Имеются два различных типа таких регуляторных белков стимулирующие (Ns) и ингибирующие (Л /). Белки обоих типов были выделены и очищены (из печени, мозга и эритроцитов), была определена и их четвертичная структура. Они состоят из трех различных полипептидов, два из которых ( , "f) идентичны для обоих белков. N-Белки являются также центрами действия экзогенных факторов, таких, например, как F или бактериальные токсины холеры и коклюша (о структуре и функции токсина холеры см. гл. 2). Краткий обзор современных знаний о структуре и регуляции передачи сигнала через адреноцепторы представлен на рис. 9.14, а и б. Рис. 9.14,6 описывает также некоторые детали механизма последовательного взаимодействия R, N и С видно, что медиатор или гормон вначале активирует N путем взаимодействия с рецептором. Активация N основана на замене GDP на GTP. Активированный N взаимодействует затем с С. Такое взаимодействие носит временный характер, поскольку N инактивирует сам себя путем расщепления связанного GTP под действием присущей ему ОТРазной активности. Еще раз интересно отметить сходство этого процесса с взаимодействием родопсина, трансдуцина и фосфодиэстеразы, обнаруженным в зрительном процессе (гл. 1). Такое сходство — это нечто большее, чем просто аналогия. [c.277]

Согласно общепринятому представлению биологическре действие стероидных гормонов осуществляется через их взаимодействие с белковыми рецепторами, образующими со стероидной молекулой активированный комплекс, переносящий илшульс действия на ядерный акцептор. Считается вероятным, что стероид-рецепторное взаимодействие разыгрывается по двухцеытровому механизму, причем в качестве активных центров стероидной молекулы выступают функциональные группы в 3- и 17- или 20-положении стероида [1 ]. При этом в качестве условия функциональной активации комплекса лиганд-рецептор рассматривается изменение геометрии входящей в него белковой молекулы [2]. [c.107]

Каталитические рецепторы при активации лигандом начинают работать как ферменты. Большинство известных каталитических рецепторов - трансмембранные белки с цитоплазматическим доменом, обладающим тирозин-снецифической нротеинкиназной активностью. [c.354]

Gs позволяет создать два вида усиления. В простейшем случае единичный активированный белковый рецептор может в принципе успеть столкнуться с многими молекулами s-белка (и тем самым активировать их), а они затем вызовут активацию многих молекул аденилатциклазы В ряде случаев, однако, внеклеточный лиганд может не связываться со своим рецептором на достаточно длительное время, чтобы мог сработать этот механизм усиления некоторые лиганды, например, отделяются от своих рецепторов быстрее чем за секунду. Между гем сам Gs, как полагают, остается активным более 10-15 с, прежде чем произойдет гидролиз связанного с ним GTP. Таким образом, он будет удерживать аденилатциклазу в активном состоянии довольно долго даже после отделения внеклеточного лиганда. Подобный эффект можно продемонстрировать в преувеличенном виде, если к разрушенным клеткам добаврггь негидролизуемый аналот GTP последующая обработка гормоном приводит к весьма продолжительному синтезу с АМР. [c.359]

Такой механизм положительной обратной связи может регулировать работу не только ионных каналов, но и рецепторов, действующих как ферменты. Представим себе, что некий сигнальный лиганд активирует фермент и что две или больше молекул продукта ферментативной реакции вновь связываются с тем же ферментом и еще больше активируют его (рис. 12-38). Количество продукта такого фермента будет расти очень медленно, пока концентрация активирующего лиганда не достигнет пороговой величины, при которой накопится достаточно продукта, чтобы вызвать самоуекоряютщуюся активацию фермента. В этот момент концентрация продукта начнет резко возрастать. Благодаря такому механизму клетка может отвечать на постепенное изменение концентрации сигнального лиганда скачкообразным изменением количества определенного метаболита. [c.382]

Активированный лигандом рецептор (1) катализирует освобождение связанного с а-субъединицей G-белка ГДФ (GDP) и связывание ГТФ (GTP), что приводит к активации G-белка (2). G-белок диссоциирует на а-ГТФ и Рудимер (3), которые активируют или ингибируют различные белки-мишени в клетке (4). Деактивация комплекса а-ГТФ происходит при гидролизе ГТФ до ГДФ (5). Гидролиз ГТФ превращает активированные а-ГТФ комплексы в неактивные а-ГДФ комплексы. а-ГДФ связывается с Ру-димером с образованием неактивного гетеротримерного G-белка (6). [c.13]

Другие рецепторы клеточной поверхности, например рецепторы для ацетилхолина, антидиурети-ческого гормона и катехоламинов типа а,, при связывании с соответствующими лигандами могут способствовать активации фосфолипазы С. Последняя катализирует гидролиз фосфатидилинозитол-4, 5-бисфосфата до инозитолтрифосфата и 1,2- [c.145]

Известны два общих способа создания внутриклеточного сигнала поверхностными рецепторами. Один из них состоит в активации или инактивации фермента, связанного с плазматической мембраной. В некоторых случаях этот фермент катализирует образование растворимого внутриклеточного медиатора, изменение концентрации которого служит сигналом. Важное место среди таких ферментов занимает аденилатциклаза, катализирующая синтез циклического АМР (сАМР) из АТР на внутренней стороне плазматической мембраны (рис. 13-19). В других случаях активируемый внеклеточньил лигандом фермент прямо фосфорилирует клеточные белки. Например, фактор роста эпидермиса ФРЭ) стимулирует деление эпидермальных и многих других клеток, присоединяясь к рецепторному белку клеточной поверхности. Рецепторами здесь служат протеинкиназы (или тесно ассоциированные с ними белки) фермент, активируясь при связывании с ФРЭ, переносит фосфат с АТР на тирозильные остатки определенных клеточных белков, в том числе на сам ре- [c.262]

Рнс. 13-19. Два часто встречающихся механизма, с помощью которых поверхностные рецепторы создают внутриклеточные сигналы 1) активация мембранной аденилатциклазы ведет к повышению внутриклеточной концентрации циклического АМР 2) в мембране открываются регулируемые кальциевые каналы, что позволяет ионам Са проникнуть в клетку. Для простоты показано прямое взаимодействие связавшего лиганд рецептора с молекулами аденилатциклазы или ионными каналами на самом деле сопряжение молекул циклазы и, возможно, кальциевых каналов с рецепторами осуществляют другие мембранные белки. [c.263]

Многие поверхностные рецепторы функционально связаны с мембранным ферменпюм аденилатциклазой. Когда к таким рецепторам присоединяется внеклеточный сигнальный лиганд, образующийся комплекс запускает в плазматической мембране ряд взаимодействий между белками, приводящих в конце концов к увеличению (или в некоторых случаях к уменьшению) синтеза сАМР аденилатциклазой. Возникающее изменение внутриклеточной концентрации с АМР поддерживается лишь до тех пор, пока рецептор активирован лигандом, так как активация аденилатциклазы непродолжительна, а избыточный сАМР быстро гидролизуется фосфодиэстеразами. [c.270]

Рис. 13-41. Три различных способа инактивации рецепторов высокими концентрациями лиганда. Связывание лиганда может приводить к эндоцитированию лиганд-рецепторных комплексов и их разрушению в лизосомах (А). Продолжительная связь с лигандом может изменять конформацию рецептора так, что он будет не способен связывать лиганд (5), или так, что связывание лиганда не будет приводить к активации мембранного фермента или ионного канала (В).

Участие антител в иммунном ответе проявляется в трех формах нейтрализации, опсонизации, активации системы комплемента (рис. 9.15). Вирусы и внутриклеточные бактерии для своего воспроизведения должны первоначально проникнуть из жидкостей организма в клетку — место своей жизнедеятельности. Оказавшись даже на короткое время, во внеклеточном пространстве, патогены подвергаются нейтрализующему действию антител, что проявляется в блокаде рецепторного взаимодействия патогена и инфицируемой клетки. Иначе, антитела препятствуют предетерминиро-ванному взаимодействию клеточных рецепторов с лигандом на поверхности патогена. Процесс нейтрализации проявляется не только в случаях с корпускулярными антигенами, но и с бактериальными токсинами. [c.238]

Нейтрализация. Антитела препятствуют проникновению патогена в клетку, блокируя лиганды (антигены), которые взаимодействуют с рецепторами клеток хозяина. 2. Опсонизация. Макрофаги несут на своей поверхности рецепторы к F -фрагменту иммуноглобулинов. Предсуществующие антитела, взаимодействуя с антигенами патогена, опсонизируют последний и обеспечивают тем самым более эффективный его захват макрофагами. 3. Активация комплемента. Антитела, вступившие в реакцию с бактериальной клеткой или любыми другими корпускулярными или растворимыми антигенами, активируют белки системы комплемента, действие ксггорых двояко. Во-первых, они лизируют клетку и, во-вторых, выступают в качестве опсонинов, способствуя вместе с антителами более эффективному захвату патогена макрофагами [c.238]

Среди S ID лучше других изучен Х-сцепленный тяжелый комбинированный иммунодефицит. Причиной данной формы иммунопатологии является мутация в гене, контролирующем у-цепь ИЛ-2-рецептора. Ген локализован в Х-хромосоме. У пациентов с подобной мутацией подавлено функционирование Т-клеток, хотя В-клетки неотличимы от клеток здоровых людей. Следствием мутационного нарушения соответствующего гена является нарушение аутокринного способа активации Т-клеток через взаимодействие ИЛ-2 со своим ИЛ-2-рецептором. Кроме того, у-цепь ИЛ-2 рецептора входит также в состав рецепторов к другим цитокинам, в частности она является частью ИЛ-7-рецептора. Нарушение взаимодействия рецептор лиганд в этой системе будет причиной подавления раннего развития Т-клеток. Далее, эта же у-цепь входит в состав ИЛ-4-рецептора. Ясно, что дефект данного рецептора на В-клетках лишает их помощи со стороны хелперных D4 Т-клеток. Таким образом, Х-сцепленный S ID является примером того, как мутация всего в одном гене определяет цепь событий, приводящих к комплексному многостороннему нарушению работы иммунной системы. [c.374]

Биологические эффекты, возникающие при взаимодействии лиганда с клеточным рецептором, связаны не только с избирательной интернализацией молекул соответствующего рецептора, но и с аллостерическон активацией центров, расположенных в пределах внутриклеточного участка рецептора. Таким образом, биологические функции рецепторов определяются как их способностью специфически связывать лиганд, так и теми эффектами, реализация которых зависит от свойств внутриклеточных участков рецепторов. На этом основании все функции клеточных рецепторов (помимо лигандсвязывающей) могут быть обозначены как эффекторные. Их анализу и посвящена настоящая глава. [c.28]

Приведенные выше данные имеют несомненное значение для оценки возможных механизмов реализащт сигнальных функций рецепторов и, в частности, рецептора гормона роста. Очевидно, что под влиянием лиганда осуществляется аллостерическая активация ферментативной функции рецепторного белка, причем [c.30]

Смотреть страницы где упоминается термин Лиганды, активация рецепторов: [c.339] [c.372] [c.4] [c.16] [c.339] [c.27] [c.372] [c.105] [c.106] [c.265] [c.281] [c.326] [c.12] [c.56] [c.364] [c.123] [c.247] [c.252] [c.65] [c.33]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология