Протеинфосфатаза

Протеинфосфатазы — это группа ферментов, обеспечивающих гидролитическим путем дефосфорилирование фосфорилированных форм ферментов (активаторы гидрокортизон, инсулин, глюкоза). [c.183]

Известно несколько типов протеинкиназ, активируемых различными эффекторами. Субстраты протеинкиназ —огромное количество белков, фосфорилирование которых приводит к изменению их активности. Более того, обнаружены протеинфосфатазы, которые, осуществляя гидролиз фосфатной группы, возвращают белковую молекулу в исходное состояние. Во многих случаях мишенью действия киназ являются другие киназы, которые фосфорилируют фосфатазы, в свою очередь регулируя их функцию. Таким образом, регуляция метаболизма имеет каскадный характер. [c.318]

Рис. 12-28. Циклический АМР ингибирует протеинфосфатазу, которая в активном состоянии противодействовала бы реакциям фосфорилирования, запускаемым сАМР. Он активирует А-киназу, а она фосфорилирует белок-ингибитор, который после этого присоединяется к

Рис. 4.11. Роль протеинфосфатазы-1 в регуляции метаболизма гликогена.

Химическая модификация фермента. Некоторые белки при формировании третичной структуры подвергаются постсинтетической химической модификации (см. главу 1). Оказалось, что активность ряда ключевых ферментов обмена углеводов, в частности фосфорилазы, гликогенсинтазы и др., также контролируется путем фосфорилирования и дефосфорили-рования, осуществляемого специфическими ферментами—протеинкиназой и протеинфосфатазой, активность которых в свою очередь регулируется гормонами (см. главу 10). Уровень активности ключевых ферментов обмена углеводов и соответственно интенсивность и направленность самих процессов обмена определяются соотнощением фосфорилированньгх и де-фосфорилированных форм этих ферментов. [c.154]

Так как эффекты с АМР обычно непродолжительны, ясно, что клетка способна дефосфорилировать белки, фосфорилированные А-киназой. Отщепление фосфата катализируют две главные протеинфосфатазы, одна из которых сама регулируется циклическим АМР. Уровень фосфорилирования всегда будет зависеть от баланса между активностями киназ и фосфатаз [c.374]

Определенные протеинкиназы, протеинфосфатазы и их специфические субстраты локализованы не равномерно, а в специальных отделах нервной системы и в том числе мозга. [c.371]

Новые данные свидетельствуют о том, что в клетках фосфопротеины синтезируются в результате посттрансляционной модификации, подвергаясь фосфорилированию при участии протеинкиназ. Этот процесс подробно рассматривается в главе 14. Здесь лишь укажем на существенную роль специфической протеинкиназы, катализирующей фосфорилирование ОН-группы тирозина, в биосинтезе онкобелков. Таким образом, уровень фосфопротеинов в клетке зависит в значительной степени от регулирующего действия ферментов, катализирующих фосфорилирование (протеинкиназы) и дефосфорилирование (протеинфосфатазы). Следует отметить, что фосфопротеины содержат органически связанный, лабильный фосфат, абсолютно необходимый для выполнения клеткой ряда биологических функций. Кроме того, они являются ценным источником энергетического и пластического материала в процессе эмбриогенеза и дальнейшего постна-тального роста и развития организма. [c.90]

Катализируется эта реакция ферментом киназой фосфорютазы Ь, который также существует как в активной, так и неактивной формах. Активация киназы фосфорилазы Ь происходит подобно активации фосфорилазы, т. е. путем ее фосфорилирования, которое катализируется цАМФ-зависимой протеинкиназой (гл. 13). Важная роль в активации киназы фосфорилазы принадлежит также Са " -кальмодулину — белку, участвующему в регуляции активности многих киназ (гл. 13). Активация протеинкиназы при участии цАМФ, который, в свою очередь, образуется из АТФ в реакции катализируемой аденилатциклазой, стимулируется гормонами адреналином и глюкагоном. Увеличение содержания этих гормонов приводит в результате каскадной цепи реакций к превращению фосфорилазы Ь в фосфорилазу а и, следовательно, к освобождению глюкозы в виде глюкозо-1-фосфата из запасного полисахарида гликогена. Обратное превращение фосфорилазы а в фосфорилазу Ь катализируется ферментом протеинфосфатазой. На рис. 18.6 приведен каскадный механизм мобилизации гликогена. Активация первого фрагмента каскада — аденилатциклазы — в конечном счете активирует распад гликогена и одновременно ингибирует фермент его синтеза — гликогенсинтазу (гл. 20). Следовательно, фосфорилирование гликогенфосфорилазы и гликогенсинтазы приводит к противоположным изменениям их активности гликогенсинтаза ингибируется, а гликогенфосфорилаза активируется, что вызывает повышение содержания глюкозы в мышцах, печени и крови, т. е. происходит быстрое включение реакций, поставляющих энергию. [c.251]

Протеинкиназа и протеинфосфатаза — это те же самые ферменты, которые участвовали во взаимопревращении а- и -форм гликогенфосфорилазы. [c.280]

Активирующее действие на синтез гликогена в мыщцах оказывает также инсулин, способствуя дефосфорилированию гликогенсинтазы за счет активации протеинфосфатазы, катализирующей реакцию дефосфорилирования этого фермента. [c.281]

Фосфорилаза и гликогенсинтаза имеют субъединичное строение. Неактивная (малоактивная) фосфорилаза Ь состоит из нефосфори-лированных димеров и под действием фермента киназы фосфорилазы с участием АТФ переходит в фосфорилазу а (активная форма), которая представлена фосфорилированными тетрамерами. Дефосфорилирование фермента, т.е. переход формы а- Ь осуществляется с помощью фермента протеинфосфатазы. Гликогенсинтаза, наоборот, в неактивном состоянии (О-форма) является фосфорилированным тетрамером. Переход в активную 1-форму (дефосфорилированный тетрамер) осуществляется под действием протеинфосфатазы. Фосфорилирование фермента (I -> О) происходит под действием протеин- [c.182]

Индукция синтеза гликогена. Инсулин, инактивируя аденилатциклазу и (или) активируя фосфодиэстеразу, снижает концентрацию цАМФ. Активность протеинкиназ будет падать и начнет преобладать активность протеинфосфатаз. В результате дефосфорилирования будет инактивироваться фосфорилаза а (перейдет в форму Ь) и активироваться гликогенсинтаза (гликогенсинтаза В -> I). В итоге произойдет сдвиг в сторону синтеза гликогена. [c.184]

Дефосфорилирование ферментов происходит при участии фосфо-протеинфосфатазы, катализирующей гидролиз фосфоангидридных связей. [c.403]

Протеинфосфатаза, которая дефосфорилирует ССПБК, вызывает тем самым возвращение его в гранальную мембрану. Протеинкиназа активируется при восстановлении пластохинона, переносящего электроны между ФС I и ФС II, и переходит в неактивное состояние при его окислении. Активность протеинфосфатазы сохраняется постоянной. Таким образом, пластохинон служит датчиком для сохранения баланса энергии возбуждения между фотосистемами. Избыточное возбуждение [c.294]

Расслабление гладких мышц происходит, когда 1) содержание ионов Са-+ в саркоплазме падает ниже 10 моль/л 2) Са- отсоединяется от кальмодулина, который в свою очередь отделяется от киназы легкой цепи миозина, вызывая ее инактивацию 3) нового фосфорилирования легкой цепи р не происходит, и протеинфосфатаза легкой цепи, которая постоянно активна и не зависит от кальция, отщепляет от легкой цепи р ранее присоединившиеся к ней фосфаты 4) дефосфорилированная легкая цепь р миозина ингибирует связывание миозиновых головой с F-актином и подавляет активность АТРазы 5) миозиновые головки в присутствии АТР отделяются от F-актина. а нов горное их связывание произойти не может из-за присутствия в системе дефосфорили-рованной легкой цепи р. В результате описанных событий происходит расслабление мышцы. [c.339]

Отметим далее, что свободные Р-субъединицы ингибируют фосфодиэстеразу цАМФ, что может приводить к увеличению уровня этого нуклеотида в клетке. Установлено также, что свободные Р-субъединицы протеинкиназы типа А в отличие от холофермента киназы и ее К-субъединицы ингибируют фосфо-протеинфосфатазы нескольких типов. Ингибирование обусловлено снижением скорости катализа без изменения сродства к энзиму. Очевидна физиологическая значимость такого ингибирования, так как в этом случае диссоциация А-киназы может способствовать не только стимулированию фосфорилирующей активности (высвобождению свободной К-субъединицы), но и ингибированию дефосфорилирования субстратов (появлению свободных Р I и Р II субъединиц). [c.338]

Известно, что болевое раздражение усиливает рефлекс втягивания жабры у моллюска аплизии за счет модуляции секреции передатчиков сенсорными нейронами. Повышение чувствительности происходит за счет снижения К-прово-димости и соответствующего увеличения продолжительности потенциала действия, Б результате чего усиливаются Са-рефлекс и экзоцитоз. Болевое раздражение вызывает выделение серотонина облегчающим нейроном в окончаниях сенсорных нейронов. Серотонин, в свою очередь, увеличивает синтез цАМФ, активность протеинкиназы А и степень фосфорилирования белка, тесно связанного с К-каналом. В результате происходит закрытие канала. Блокада К-каналов приводит к тому, что приходящий в нервное окончание потенциал действия спадает медленно продленные потенциалы действия удерживают потенциал-зависимые Са-каналы в открытом состоянии, вследствие чего приток ионов Са возрастает. Это, в свою очередь, ведет к опорожнению большего числа синаптических пузырьков. К блокаде К-каналов приводит также добавление АТФ и К субъединицы протеинкиназы А в мембранные препараты нейронов добавление протеинфосфатазы обусловливает открывание К-каналов. [c.342]

Сходный механизм регуляции активности доказан для протеинфосфатазы I. Ингибитор этой фосфатазы, как упоминалось, также фосфорилируется и, соответственно, активируется с помошью А-киназы, Интересно, что молеку-лярная масса ингибитора фосфопротеинфосфатазы I также 18 кД. Таким образом, можно полагать, -гго механизм цАМФ-зависимой регуляции гидролиза 2-5А не является уникальным. Вероятно, подобным образом регулируется активность и других ферментов. [c.344]

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]

Показана возможность влияния протеинкиназы С на фосфорилирование белков через фосфорилирование ею протеин-фосфатаз, при этом особенно интригующим является фосфорилирование кальцинейрина — основной протеинфосфатазы нервной ткани. Фосфорилирование протеинкиназой С кальцинейрина может обеспечивать обратную связь в проявлении эффектов протеинкиназы С и протеинкиназы А как известно, аутофосфорилированная форма протеинкиназы А П типа является предпочтительным субстратом для кальцинейрина. [c.362]

Изучение фосфатаз привело к открытию множества форм фермента, которые дефосфорилируют широкий спектр фосфо-белков. Д.Коэн и соавторы (1984) классифицировали протеинфосфатазы на два типа. Фосфатазы 1-го типа ингибируются белковыми инибиторами, относительно нечувствительны к ингибированию АТФ и предпочтительно дефосфорилируют р-субъединицу киназы фосфорилазы. Фосфатазы 2-го типа не ингибируются термостабильными белковыми ингибиторами, чувствительны к ингибированию АТФ и преимущественно дефосфорилируют а-субъединицу киназы фосфорилазы. В свою очередь, все фосфопротеинфосфатазы 2-го типа делятся на подтипы 2А, 2В и 2С. Отличительной особенностью фосфатаз 2С яв- [c.362]

Протеинфосфатазы 2В и 2А присутствуют в мозге в наибольших концентрациях по сравнению с другими тканями. В нервной ткани найдены также специфические протеинфосфатазы, дефосфорилирующие основной белок миелина, синапсин 1, МАР-2, белки цитоскелета, никотиновые рецепторы ацетилхолина. Наибольшая активность фосфопротеинфосфатаз нервной ткани выявлена в мембранной фракции по сравнению с цитозолем, что свидетельствует о возможном участии этих ферментов в синаптической передаче. [c.363]

Заметим, что ранее протеинфосфатаза 2В бьша названа кальцинейрином, так как впервые она была идентифицирована в нервной ткани как термолабильный ингибитор КМ-стимулируемой фосфодиэстеразы циклических нуклеотидов. Кальцинейрин принадлежит к семейству КМ-связывающих белков, содержащих Са-связывающие субъединицы. Активность кальцинейрина контролируется ионами кальция. [c.363]

Таким образом, состояние цитоскелета нервньгх клеток определяется как цАМФ-зависимым фосфорилированием его компонентов, так и Са-зависимым дефосфорилированием (как упоминалось, в нейронах кальцинейрин тесно связан с микротрубочками) степень фосфорилирования белков цитоскелета, в свою очередь, может регулировать их избирательную чувствительность к Са-зависимой и Са-независимой протеиназной атаке. Протеинфосфатазы ифают весьма важную роль в функционировании нервной ткани. Так, наряду с протеинфосфатазами [c.365]

Итак, интенсивная Са-импульсация приводит к аутофосфорилированию киназы, причем включенные фгаменты далее полностью фосфорилируются независимо от Са , а выключенные (менее 3 фосфатов на 1 моль киназы) дефосфорилиру-ются после удаления Са протеинфосфатазами 1 или 2А. [c.366]

По субстратной специфичности все протеинкиназы и протеинфосфатазы в нервной ткани могут бьггь разделены на две основные категории. Протеинкиназа G, протеинкиназа В I типа, киназа легких цепей миозина, киназа фосфорилазы и кальцинейрин имеют узкую субстратную специфичность и принима-куг участие в специализированной нервной регуляции. Напротив, протеинкиназа А, киназа В И типа, С-киназа и ряд протеинфосфатаз проявляют широкую субстратную специфичность и вовлечены в регуляторные процессы практически всех типов нервных клеток. [c.371]

Протеинфосфатаза-1 (ПрФ-1) является не только главной фосфатазой, которая превращает фосфорилазу а в фосфорилазу Ь, но также главным ферментом, который дефосфорилирует р-субъединицу киназы фосфорилазы и гликогенсинтазу [36]. ПрФ-1 катализирует, следовательно, все реакции дефосфорил ирования, которые приводят к ингибированию гликогенолиза и активации синтеза гликогена (рис. 4.11). ПрФ-1 эф- [c.79]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология