Сигналы внутриклеточные

Особую роль в организме играет циклический аденозин-3, 5 -монофосфат (цАМФ, 303), который образуется ферментативно внутри клетки из АТФ после воздействия соответствующего гормона на клеточные рецепторы (см разд. 2 5 1). Например, повышение содержания гормона адреналина (первичного сигнала) в крови приводит к синтезу внутриклеточного цАМФ (вторичного сигнала, регулятора и усилителя гормонального сигнала), который вызывает ингибирование синтеза запасного топлива - гликогена и готовит клетку к выработке энергии Так, скелетные мышцы, печень и другие ткаии в условиях стресса мобилизуются адреналином и цАМФ к массированной переработке энергетических резервов для синтеза высокоэнергетических молекул АТФ. Полагают, что алкалоиды чая и кофе (см разд. 5.4.9) связывают фермент, который гидролизует цАМФ после передачи сигнапа. Это обстоятельство приводит к увеличению концентрации цАМФ в клетке и активированию ею фосфорилазы, стимулирующей сердечную деятельность и глико-генолиз в печени, т.е. к появлению тонизирующего эффекта [c.167]

Рис. 7.21. Передача сигнала внутриклеточными рецепторами

Важное значение в узнавании инсулина, образовании инсулин-рецепторного комплекса, который изменяет конфигурацию мембраны, усиливает транспорт веществ и передает сигнал внутрь клетки, принадлежит сиаловой кислоте. Предполагают, что рецептор инсулина в жировой клетке локализуется только на поверхности мембраны. Внутриклеточные мембраны его не содержат. Большое значение в передаче информации от инсулин-рецепторного комплекса принадлежит, по-видимому, аденилатциклазе, [c.276]

Методы изучения ионных каналов основаны главным образом на том факте, что ионный ток-это род электрического тока, который может быть измерен почти мгновенно с высокой точностью и чувствительностью. Обычно для этого в клетку, мембрана которой содержит изучаемые каналы, вводят два микроэлектрода (рис. 18-10). Одним из этих двух внутриклеточных электро-дов измеряют величину мембранного потенциала относительно третьего электрода, находящегося в среде, в которую помещена клетка. Другой электрод используют для пропускания тока, который можно измерять. Если ток направлен внутрь клеткн, так что внутренний заряд изменяется в положительную сторону, то мембранный потенциал становится менее отрицательным по сравнению с нормальным потенциалом покоя. Сдвиг потенциала в этом направлении называют деполяризацией. При обратном направлении тока мембранный потенциал становится, напротив, более отрицательным, т.е. происходит гиперполяризация. И в том и в другом случае изменение мембранного потенциала приводит к возникновению ионного тока через мембранные каналы, уравновешивающего ток, пропускаемый с помощью электрода. Мембранный потенциал поддерживается на постоянном уровне тогда и только тогда, когда внутриклеточный заряд не уменьшается и не увеличивается или, иными словами, тогда и только тогда, когда ионный ток, протекающий через мембранные каналы, в точности равен и противоположен по направлению току, подводимому через электрод. Следовательно, если мембранный потенциал остается на постоянном уровне, то по величине тока, протекающего по электроду, можно судить о токе через мембранные каналы. Таким образом, этот электрод служит одновременно и для контроля мембранного потенциала, и для измерения тока, проходящего через каналы. В качестве дополнительного усовершенствования можно с помощью надлежащей электронной схемы автоматически регулировать подачу тока в зависимости от сигнала с электрода, измеряющего потенциал, таким образом, чтобы удерживать мембранный потенциал на любом заданном уровне V. Такой метод называют фиксацией напряжения, а задаваемое значение V-командным потенциалом. Устанавливая разные значения командного потенциала и измеряя при этом ток, необходимый для их поддержания, можно исследовать зависимость мембранной проводимости от мембранного потенциала. [c.80]

Известно, что направленность и тонкая регуляция процесса передачи информации обеспечиваются прежде всего наличием на поверхности клеток рецепторных молекул (чаще всего белков), узнающих гормональный сигнал (см. Рецепторы инсулина). Этот сигнал рецепторы трансформируют в изменение концентраций внутриклеточных посредников, получивших название вторичных мессенджеров, уровень которых определяется активностью ферментов, катализирующих их биосинтез и распад. [c.289]

Механизм регуляции через вторичные посредники очень эффективен, так как значительно усиливает гормональный сигнал и обеспечивает быстрый биологический ответ клетки на повышение концентрации гормонов в крови. Аденилатциклазная система во многом определяет включение срочных механизмов перестройки внутриклеточного обмена при различных воздействиях, в том числе при физических нагрузках, и участ- [c.139]

К внутриклеточной системе мессенджеров относят также производные фосфолипидов мембран эукариотических клеток, в частности фосфорилированные производные фосфатидилинозитола. Эти производные освобождаются в ответ на гормональный сигнал (например, от вазопрессина или тиротропина) под действием специфической мембраносвязанной фосфо-липазы С. В результате последовательных реакций образуются два потенциальных вторичных мессенджера—диацилглицерол и инозитол-1,4,5-три-фосфат. [c.296]

Функции мембран. Мембраны — это высокоорганизованные структуры, отграничивающие внутреннее пространство клетки или ее отсеков, построенные из белков и липидов. Мембраны отделяют клетки от окружающей среды, обладают избирательной проницаемостью, содержат специфические транспортные системы. Внутренние мембраны клеток отграничивают органеллы и формируют обособленные внутриклеточные отсеки — компартменты, что обеспечивает функциональную специализацию клетки. Мембраны играют центральную роль в системе межклеточных взаимодействий. В них располагаются рецепторы, воспринимающие химические, физические и другие внешние сигналы. Некоторые мембраны сами способны генерировать сигнал (химический или электрический). Мембраны участвуют в процессах превращения энергии (фотосинтез, окислительное фосфорилирование). [c.100]

Снятие гормонального сигнала достигается уменьшением концентрации внутриклеточного вторичного посредника (например, фосфодиэстераза превращает цАМФ в не имеющий регуляторного значения 5 -АМФ). [c.379]

Однако независимо от уровня регуляции регуляторный сигнал реализуется через внутриклеточные механизмы, т. е. путем изменения активности или [c.281]

Он является универсальным посредником передачи гормонального сигнала в клетке и активирует внутриклеточные ферменты (протеинкиназы), участвующие в синтезе белков и различных ферментов. Кроме цикло-АМФ вторичными мессенджерами служат также гуанозинцикломонофосфат (цикло-ГМФ), инозит-1,4,5-трифосфат (ИТФ), катион Са(И), N0 и др. [c.41]

После преобразования сигнала гормона в плазматической мембране — в случае рецепторов, сопряженных с С-белками, — в клетке изменяются концентрации внутриклеточных посредников, таких как цАМФ или Са , которые в свою очередь влияют на активность соответствующих протеинкиназ. В результате этой цепи процессов происходит каскадное усиление сигнала от гормона число молекул на каждом этапе возрастает, так что общее число молекул внутриклеточных посредников значительно превышает число молекул гормона, связавшихся с рецепторами, а число молекул ферментов, фосфорилированных протеинкиназами. на порядки превосходит число молекул посредников. [c.272]

Отсюда ясно, почему в нервном волокне ретрансляционные станции волокна (ионные каналы) расположены довольно часто. Это создает необходимую надежность выход из строя части промежуточных станций не нарушает передачи сигнала. Это было известно давно еще в в 1899 г. русский физиолог Б. Ф. Вериго показал, что можно с помощью наркотиков устранить возбудимость мембраны на некотором участке нерва тем не менее нервный импульс способен перескочить через этот участок. Такая надежность линии связи обеспечивается тем, что, как показали прямые внутриклеточные измерения, как правило, амплитуда потенциала действия А в несколько раз выше порогового потенциала Fp, т. е. величины, достаточной, чтобы сработал ретранслятор. (Кстати, отношение А Ур так и называют коэффициентом надежности.) Таким образом, наша линия связи устроена с большим запасом прочности , и это оправдано надежность сигнализации для живого организма является серьезным условием выживания — нельзя допустить, чтобы при выходе из строя некоторого числа ретрансляторов или повышения порога нарушилась связь. [c.122]

Степень индукции SOS-системы в определенном смысле отражают благополучие клетки и ее шансы на выживание. Поэтому некоторые относительно автономные внутриклеточные генетические элементы, например умеренные бактериофаги, используют индукцию SOS-системы в качестве сигнала для размножения и уничтожения клетки-хозяина безвредный до того участок хромосомы (профаг, см. гл. ХП1), почувствовав слабость хозяина, начинает размножаться и уничтожает его, чтобы спастись самому. Для фага лямбда показано, что чувствительность к состоянию индукции SOS-системы объясняется тем, что репрессор фага устроен аналогично белку LexA и самораскусывается , связавшись с активированным КесА-белком. [c.81]

Рис 4 Схема образования ангиотензинов и внутриклеточного вторичного сигнала (ц-АМФ) Указаны места возможного действия. штигипсртензивных лекарственных веществ Обозначения [c.40]

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]

Ф. присутствуют практически во всех исследованных тканях, а также в клетках бактерий. Функционирование Ф. обусловливает снижение внугриклеточной концентрации циклич. нуклеотидов, в частности, после гормональной стимуляции аденилатциклазы. Ф. могут также участвовать во внутриклеточной передаче сигнала. [c.139]

Ф. четвертой фуппы присутств)гют в легких и тромбоцитах, а также в клетках палочек и колбочек сетчатки. Наиб, изучена Ф. из клеток палочек сетчатки. Она участвует в передаче зрительного сигнала. Этот фермент состоит из трех субъединиц - двух гомологичных каталитич. п, -субъединиц (мол. м. 90 тыс., р1 5,3) и Y-субъединицы (мол. м. 10 тыс., р1 10,5). Первичная структура всех трех субъединиц известна. В результате активации Ф. светом происходит освобождение Y-субьединицы из комплекса холофермента. При этом скорость гидролиза цГМФ возрастает приблизительно в 100 раз, что ведет к падению локальной внутриклеточной концентрации цГМФ, закрытию катионных каналов на мембране и гаперполяризации клеток (см. Родопсин). [c.139]

Чувствительность ЯМР на ядрах фосфора составляет всего 1/15 от чувствительности протонного ЯМР, однако в биохимии такие спектрьп ЯМР применяются довольно широко. Особый интерес представляет возможность измерить pH во внутриклеточной среде по химическому сдвигу сигнала яА Р от ортофосфата (неорганического фосфата, Р1) [182]. ЯМР на ядрах зф позволяет следить за ходом химических реакций с участием фосфорилированных субстратов, протекающих внутри [c.190]

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]

На первый взгляд энергозависимый синтез АТР, по-видимому, нельзя рассматривать как нейрохимическую проблему, но между передачей сигнала и энергетическим сопряжением существует некоторое сходство. Оба этих процесса имеют много общего и осуществляются с помощью белков, встроенных в липидные мембраны. Их взаимосвязь четко прослеживается при обсуждении фотозависимого протонного насоса у галофильных бактерий (с. 181). Бактериальный рецептор, аналогичный рецепторам нейрона (гл. 8 и 9), воспринимает сигнал из окружающей среды и передает его внутрь через плазматическую ме.мбрану. Следовательно, энергия света внешнего сигнала обеспечивает внутриклеточный синтез АТР. Изучение бактериородопсина и механизма сопряжения фоторецепции, а также энергозависимого транспорта протонов (и наконец, синтеза АТР) представляет особый интерес при исследовании нейрорецептора. [c.171]

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]

Наиболее хорошо изучены протеогликаны соединительной ткани гепарины, хондроитинсульфаты, дерматансульфат, кератвнсульфат. Эти соединения встречаютсй прежде всего в межклеточном пространстве соединительной ткани, однако нх обнаруживают н внутри клеток. Так, гепарин находится во внутриклеточных гранулах тучных клеток, при получении клеткой определенного сигнала содержимое гранул выбрасывается в межклеточное пространство. Углеводная составляющая протеогликанов соединительной ткани представляет собой гликозаминогликаи, построенный из повторяющихся блоков, чаще всего дисахаридных, в состав которых входят остатки уроновых кислот и аминосахаров (табл. 21). [c.510]

Специальные преобразователи переводят сенсорные стимулы в форму нервных сигналов. Например, в рецепторе растяжения мышцы окончание сенсорного нерва деполяризуется при растяжении и величина деполяризации-рецепторный потенциал-для дальнейшей передачи перекодируется в частоту импульсного разряда. Слуховые волосковые клетки, избирательно реагирующие на звуки определенной частоты, сами не посылают импульсов, а передают сигналы о величине рецетпорного потенциала соседним нейронам через химические синапсы. Таким же образом действуют фоторецепторы глаза. В фоторецепторах свет вызывает конформационное изменение молекул родопсина, и это благодаря участию внутриклеточного второго посредника ведет к закрытию натриевых каналов в плазматической мембране, к ее гиперполяризации и в результате-к уменьшению количества высвобождаемого медиатора. Далее вставочные нейроны передают сигнал ганглиозным клеткам сетчатки, которые пересылают его в мозг в виде потенциалов действия. Проходя череъ нейронную сеть с конвергентными, дивергентными и тормозными латеральными связями, информация подвергается обработке, благодаря которой клетки высших уровней зрительной системы могут выявлять более сложные особенности пространственного распределения световых стимулов. [c.130]

В свою очередь начинают выделять собственные специфические гормоны последние с током крови попадают на рецепторы гормонов, расположенные на поверхности или внутри клеток тех тканей, которые являются конечными мишенями. В этой системе переключателей (реле) есть еще одно звено, а именно клетки тканей-мишеней содержат молекулярный сигнальный атекг-внутриклеточный передатчик (посредник), передающий сигнал от рецептора гормона на специфическую внутриклеточную структуру или фермент, которые собственно и служат конечной мишенью действия [c.781]

Некоторые авторы обсуждают природу явления, состоящего в том, что уменьшение сигнала вследствие спин-спинового взаимо х.ействия олисывается уравнением с набором экспонент. Пирсон и др. [9] предположили, что начало ослабления сигнала по такому закону при окоченении мышц вызвано изменением скоростей обмена или существованием двух физически разделенных фаз воды. Последнее предположение предпочтительнее. Белтон и др. [2] установили-наличие трех фаз и интерпретировали их как связанный белок, внутриклеточную и внеклеточную воду, тогда как другие авторы аналогичное наблюдение объяснили тем, что внутриклеточная вода не может быть приравнена к обменивающейся 4]. [c.184]

При инфекционном процессе прикрепительные пили часто располагаются в промежутке между клетками хозяина и патогена, где они могут участвовать в разговоре между двумя организмами. Имеется ряд примеров, когда прикрепление пилей вызывало появление сигналов в клетках хозяина. Прикрепление пилей типа 4А Neisseria к рецепторам хозяина на эпителиальных клетках вызывает высвобождение запасенного внутриклеточного Са , известного как сигнал, регулирующий ответы эукариотических клеток. [c.46]

Гормональный сигнал может передаваться с помощью гуанилатцик-лазной системы, которая синтезирует внутриклеточный передатчик цГМФ из ГТФ. Противоположные эффекты одного и того же гормона могут обеспечиваться разными передатчиками — цАМФ или цГМФ. [c.140]

Комбинируя методы внутриклеточной перфузии, фиксации потенциала и синхронного накопления сигнала, К. Армстронг и Ф. Безанилла обнаружили на гигантском аксоне кальмара малый асимметричный ток смеш ения, связанный предположительно с активацией Ма -каналов. [c.180]

Рецепторы факторов роста (например, фактора роста эпидермиса, тромбоци-тарного фактора роста) участвуют в регуляции клеточного деления и роста. На своем внеклеточном N-конце они содержат участок связывания фактора роста, затем следует трансмембранный домен, а цитоплазматический С-конец имеет домен с ферментативной, обычно протеинкиназной активностью, т. е. способностью катализировать перенос g-фосфатной группы от АТФ к белку-субстрату. Эти трансмембранные пептиды диффундируют в плазматической мембране. Связывание фактора роста со своим рецептором способствует димеризации рецепторов R + R — 2R) в плазматическоймембране, фосфорилированию киназного домена одной рецепторной молекулы протеинкиназой другой молекулы и активации фосфорилированного домена. В результате фосфорилированными и активированными оказываются оба домена у димера, что обеспечивает интенсивное фосфорилирование соответствующих внутриклеточных белковых субстратов — передачу сигнала вовнутрь клетки. [c.259]

На рис. XXVI.11 показаны колебания концентрации цитозольного Са Z) при увеличении параметра р до 30%, индуцированные увеличением 1Рз в ответ на внешний сигнал (верхняя часть, сплошная кривая). Одновременно происходят пилообразные колебания Са во внутриклеточном пуле У. Колебания концентрации Z цитозольного Са с периодом около 1 с на рисунке соответствуют наблюдаемым в некоторых экспериментах, так же, как и с периодом 1 мин в разных типах клеток. Форма пиков на колебательных кривых может зависеть от природы агонистов. [c.273]

Плоскости дискообразных мембран расположены перпендикулярно длинной оси клетки, в которой они содержатся, и перпендикулярно направлению падающего света. На рис. 8.1 показаны три спасти, разделенные мембранами наружных сегментов палочек, — внеклеточная внутриклеточная, а также внутреиняя 1 асть дискообразных мембран. Свет вызывает структурные изменения в молекулах родопсина, находящихся в дискообразных мембранах. В результате этих изменениЁ в клетке протекают процессы, механизм которых еще окончательно не выяснен. Сначала диффундирующее вещество-передатчик передает сигнал от подвергшегося фотолизу родопсина к наружной плазматической мембране клетки, вследствие чего происходит изменение проницаемости плазматической мембраны уменьшается скорость перехода ионов Na внутрь наружного сегмента клетки и в результате изменяется электриче- KMif потенциал на клеточной мембране. В конце концов сигнал по зрительному нерву передается в мозг 14321. [c.307]

Если мы сравним фоторецептор позвоночного и беспозвоночного животного, то увидим, что в их работе очень много общего имеется пигмент типа родопсина сигнал от возбужденного пигмента передается к наружной мембране с помощью внутриклеточного медиатора клетка не способна к генерации ПД. Различие же состоит в том, что внутриклеточный медиатор действует у разных организмов на разные ионные каналы у позвоночных он вызывает гиперполяризацпю рецептора , а у беспозвоноч- [c.234]

Некоторые белки непрерывно секретируются производяшими их клетками. Нри этом они упаковываются в транспортные пузырьки в аппарате Гольджи и затем переносятся непосредственно к плазматической мембране. В этом случае говорят о конститутивном пути секреции. В других клетках определенные белки и/или малые молекулы запасаются в специальных секреторных пузырьках, которые сливаются с плазматической мембраной только после получения клетки соответствуюш,его сигнала извне. Этот процесс носит название регулируемого пути секреции (рис. 6-69). Конститутивный путь осуш,ествляется во всех клетках, а регулируемый путь обнаружен главным образом в клетках, приспособленных для секреции производимых ими вешеств в зависимости от определенных потребностей. Обычно это гормоны, нейротрансмиттеры или перевариваюш,ие ферменты. В таких специализированных секреторных клетках сигналом к секреции часто служит химический медиатор, например, гормон, связываюш,ийся с рецепторами на клеточной поверхности. В результате происходит активация рецепторов, которая генерирует внутриклеточный сигнал, зачастую включающий кратковременное повышение концентрации свободного Са " в цитозоле (см. разд. 12.3.7). С помощью неизвестного механизма этот сигнал (сигналы) инициирует процесс экзоцитоза, побуждая секреторные пузырьки к слиянию с плазматической мембраной и. таким образом, к высвобождению их содержимого во внеклеточное пространство. [c.409]

Все водорастворимые сигнальные молекулы (в том числе нейромедиаторы, пептидные гормоны и факторы роста), как, впрочем, и некоторые жирорастворимые, присоединяются к снецифическим белковым рецепторам на поверхности клеток-мишеней. Поверхностные рецепторы связывают сигнальную молекулу (лиганд) с высоким сродством, и это внеклеточное событие порождает внутриклеточный сигнал, изменяющий поведение клетки. [c.353]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология