Кальмодулин ферменты-мишени

Фосфодиэстераза характеризуется наличием аллостерического центра, взаимодействующего с молекулой кальмодулина (КМ) в присутствии Са . Кальмодулин принято считать универсальным белковым модулятором. Число известных ферментов, подверженных его активирующему действию, довольно велико и продолжает расти. Показано, что кальмодулин, связывая Са +, претерпевает конформационные изменения, приобретая основное свойство — активировать фермент — мишень. Интегральная концентрация кальмодулина в клетке достаточно велика (1 —10 мкМ), поэтому его модулирующие свойства определены внутриклеточной концентрацией Са +. Взаимодействие Са +, кальмодулина и фосфодиэстеразы в первом приближении описывается следующей упрощенной схемой [c.378]

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]

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]

Кальмодулин воздействует на самые разнообразные внутриклеточные процессы, поэтому вопрос об основной мишени фенотиазинов при нервных заболеваниях остается открытым. В числе ферментов-мишеней рассматривают прежде всего фосфодиэстеразу, аденилатциклазу и Са-АТФазу плазмалеммы. Кроме того, фенотиазины подавляют активность таких ключевых ферментов, как фосфолипаза Az, киназа легких цепей миозина, киназа фосфорилазы, киназа гликогенсинтазы. [c.108]

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]

Как правило, мишени для кальция внутри клеток — это белки, способные активироваться при изменениях его концентрации в диапазоне от 0,1 до 10 мкмоль/л. В настоящее время выявлено по меньшей мере 100 кальцийсвязывающих белков, и список их, по-видимому, далеко не полон. В их числе такие хорошо изученные растворимые белки, как широко распространенный кальмодулин, парвальбумин (мышцы и нервная ткань), кальцинейрин (мозг), тропонин С (поперечно-полосатые мышцы), миозин. Естественно, что высоким сродством к кальцию обладают и ферменты биомембран, обеспечивающие удаление этого катиона из внутриклеточного пространства. [c.9]

Например, Са -зависимая активация фосфодиэстеразы циклических нуклеотидов, аденилатциклазы и некоторых мембранных Са " АМР-аз 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 различные конформации (в зависимости от числа связанных ионов Са ), не исключено, что разные конфор.мации взаимодействуют с разными клеточными белками. Таким путем кальмодулин мог бы в принципе вызывать различную реакцию клеток при разных концентрациях свободных ионов кальция в цитозоле. [c.66]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология