Гормон-рецепторные комплексы

Стероидные гормоны-это небольшие гидрофобные молекулы, производные холестерола. Они солюбилизируются путем обратимого связывания со специальным белком-переносчиком, содержащимся в крови. Освободившись от переносчика, они диффундируют через плазматическую мембрану клетки-мишени и обратимо связываются в цитозоле со специфическими белками-рецепторами соответствующих гормонов. Связавшись с гормоном, рецепторный белок приобретает сродство к ДНК, что приводит к его накоплению в ядре клетки. В ядре гормон-рецепторный комплекс пржоединяется к хроматину и индуцирует транскрипцию небольшого числа генов. Продукты некоторых из этих генов могут в свою очередь активировать другие гены и вызвать задержанный вторичный ответ, усилив таким образом эффект гормона. Каждый стероидный гормон узнается своим особым рецепторным белком, но один и тот же рецептор регулирует разные наборы генов в разных клетках-мишенях. Отсюда следует, что хроматин в клетках каждого типа, вероятно, организован так, чтобы только нужные гены были доступны для регуляции гормон-рецепторным комплексом. [c.260]

Рис. 11.7. Участок взаимодействия гормон-рецепторного комплекса с ДНК

Образование гормон-рецепторного комплекса. Гормон присоединяется к своему рецептору, при этом происходит фосфорилирование рецептора и отделение от него белков теплового шока. [c.140]

Принцип гормон-рецепторного комплекса был постулирован уже и начале столетия П. Эрлихом. Рецепторы гормона локализуются или на клеточной поверхности (клеточные мембраны), нли в цитоплазме клетки. Интересующие нас пептидные или белковые гормоны вступают во взаимодействие с рецепторами, связанными с клеточными мембранами. Первое экспериментальное доказательство наличия связанного с мембраной рецептора удалось получить лишь в 1969—1970 гг. при использовании меченых пептидных гормонов (АКТГ, инсулин, ангиотензин) [571—573]. Затем были установлены специфические рецепторы всех гормонов, и гормон-ре-цепторная концепция стала быстро развиваться. Здесь нужно сослаться на прекрасный обзор Любке и сотр. [574], посвященный этому вопросу. [c.234]

Стероид-рецепторный комплекс, согласно У. Вестфалю и другим исследователям, стабилизируется за счет гидрофобных взаимодействий и водородных связей (рис. 359). Далее гормон-рецепторный комплекс проникает в ядро и связывается с хроматином, инициируя транскрипцию специфических геиов. В последнее время в ряде лабораторий удалось выделить участки ДНК, содержащие области узнавания стероидных рецепторов (район промоторов), и определить их нуклеотидную последовательность. [c.714]

Биохимические функции. В репродуктивных тканях андрогены отвечают за их дифференцировку и функционирование. Образовавшийся в семенниках тестостерон и его активный метаболит ДГТ проникают в клетки-мишени методом простой или облегченной диффузии и взаимодействуют с одним и тем же белковым рецептором. Образовавшиеся гормон-рецепторные комплексы перемещаются в ядро, связываются с хроматином и стимулируют процессы синтеза белка (гл. И). В репродуктивных органах эти процессы реализуются в половой дифференцировке, основные этапы которой представляют собой хромосомы—гонады—фенотип. Кроме того, андрогены стимулируют сперматогенез, половое созревание и по принципу обратной связи контролируют секрецию гонадотропинов. Помимо влияния на функционирование репродуктивной системы, андрогены участвуют в контроле клеточного метаболизма многих других тканей и органов. Независимо от типа ткани андрогены проявляют анаболические эффекты, связанные со стимуляцией процессов транскрипции и увеличения скорости синтеза белка. Более всего андрогенных клеток-мишеней находится в скелетных мышцах, причем под действием гормонов происходит резкое увеличение мышечных белков и наращивание мышечной массы. Стимуляция белок-синтетических процессов под действием андрогенов отмечена в почках, сердечной мышце, костной ткани. Андрогены образуются не только в семенниках, но и в яичниках. Их роль в организме женщин или самок животных заключается в формировании поведенческих реакций, а также в контроле за синтезом белка в репродуктивных органах. [c.161]

Транслокация комплекса в ядро. Активированный гормон-рецепторный комплекс связывается с ядерными мембранами и перемещается в ядро клетки. [c.140]

Взаимодействие гормон-рецепторного комплекса с ядерными структурами. После перемещения в ядро активный гормон-рецепторный комплекс взаимодействует с регуляторными последовательностями структурных генов ДНК в области промотора, что приводит к увеличению транскрипционной активности (рис. 11.7). [c.140]

Один из возможных механизмов основан на принципе кооперативности, когда для активации какой-то макромолекулы-мишени необходимо присоединение к ней двух или нескольких внутриклеточных эффекторов (или их комплексов с рецептором). Например, при некоторых реакциях на стероидные гормоны для активации надлежащего гена, но-видимому, требуется одновременное связывание со специфическим участком хроматина нескольких гормон-рецепторных комплексов. В результате при увеличении концентрации гормона ген активируется более резко, чем если бы для его активации было достаточно одного такого комплекса [c.380]

Молекулярные механизмы действия фитогормонов. Практическое использование фитогормонов основано на глубоком знании молекулярных механизмов их действия, изучению которых в связи с этим придается большое значение. В настоящее время выявлена общая принципиальная схема образования фитогормонов, реализации их регуляторного действия, включающая биосинтез предшественников, связывание со специфичным к данному гормону белковым рецептором с образованием активированного гормон-рецепторного комплекса, воздействие этого комплекса на геном растения и (или) на активность определенных ферментативных систем. [c.332]

С момента образования гормон-рецепторного комплекса возможны два основных пути реализации фитогормональной активности. [c.334]

Рис. 13-12. Схема сигнализации с помощью стероидных гормонов. Молекулы стероидов диффундируют через плазматическую мембрану клетки-мишени и связываются в цитоплазме с рецепторными белками. Образующиеся гормон-рецепторные комплексы переходят в ядро, где присоединяются к хроматину и регулируют транскрипцию определенных генов.

Гормон-рецепторный комплекс — соединение гормона и белкового рецептора, первая стадия в реализации действия гормона. [c.461]

Константы сродства гормон-рецепторных комплексов лежат в интервале 10 -10 М , что намного больше сродства фермент-субстратных комплексов. Собственно узнавание соответствующего лиганда заключается в связывании его специфическим рецептором чуждое для этого рецептора вещество, не имеющее к нему сродства, не связывается и тем самым остается неузнаваемым . [c.262]

ГОРМОН-РЕЦЕПТОРНЫЙ КОМПЛЕКС СВЯЗЫВАЕТСЯ С ХРОМАТИНОМ ЯДРА [c.257]

Общая схема действия гормонов этой группы показана на рис. 44.1. Их липофильные молекулы диффундируют сквозь плазматическую мембрану любых клеток, но только в клетках-мишенях они находят свой специфический рецептор, имеющий высокую степень сродства к гормону. Образуется комплекс гормон — рецептор, который далее подвергается активации . В результате этой реакции, зависящей от температуры и присутствия солей, меняется величина, конформация и поверхностный заряд комплекса, и он приобретает способность связываться с хроматином. Вопрос о том, где происходит образование и активация комплекса—в цитоплазме или ядре,— остается спорным, но он не очень существен для понимания процесса в целом. Гормон-рецепторный комплекс связывается со специфической областью ДНК и активирует либо инактивирует специфические гены. В результате избирательного воздействия на транскрипцию генов и синтез соответствующих мРНК происходит изменение содержания определенных белков, что сказывается на активности тех или иных процессов метаболизма. Эффект каждого из гормонов описываемой группы совершенно специфичен как правило, их влияние сказывается менее чем на 1% белков или мРНК клет-ки-мишени. Здесь мы обсуждаем ядерный механизм действия стероидных и тиреоидных гормонов, поскольку этот механизм хорошо изучен. Однако имеются данные о прямом эффекте указанных гормонов на компоненты цитоплазмы и различные органеллы. [c.159]

Основные эффекты эстрогенов и прогестинов обусловлены их способностью присоединяться к внутриклеточным рецепторам. Образующийся гормон-рецепторный комплекс связывается со специфическими участками хроматина или ДНК, что приводит к изменению скорости транскрипции специфических генов. Большинство данных по этому вопросу было получено при изучении механизма, с помощью которого эстрадиол и прогестерон стимулируют транскрипцию генов яичного белка птиц (в частности, генов овальбумина и кональбумина). Точный механизм гормональной активации транскрипции генов интенсивно изучается. [c.243]

Отделение гормон-рецепторного комплекса от хроматина. После освобождения гормон-рецепторного комплекса и его дефосфорилирования ядерными фосфопротеинфосфатазами происходит диссоциация комплекса на гормон и рецептор, последний перемещается в цитоплазму, ассоциируется с белками теплового шока и включается в следующий цикл передачи гормонального сигнала. Этот процесс называется рециклизацией гормонального рецептора. В некоторых случаях рециклизация не происходит, так как рецептор после поступления из ядра в цитоплазму подвергается протеолитическому расщеплению. [c.140]

Биохимические функции. Так же как и другие стероиды, эстрогены проникают в цитоплазму и далее в составе гормон-рецепторного комплекса в ядро клеток. Эстрогены не влияют непосредственно на РНК-полимеразу, но резко стимулируют процессы инициации транскрипции. Усиление синтеза специфических белков в репродуктивных органах инициирует ряд зависимых процессов на клеточном и органном уровнях. Так, эстрогены контролируют процессы овуляции за счет индукции секреции лютеинизирующего гормона по принципу обратной связи. Прогестерон обеспечивает эффективность имплантации оплодотворенной яйцеклетки в матке, а также стабилизирует мембранный потенциал миометрия, что способствует сохранению беременности. [c.163]

При взаимодействии стероидного гормона с рецептором образуется гормон-рецепторный комплекс, который мигрирует далее в клеточное ядро. Такой комплекс имеет большее сродство к ДНК, чем несвязанный рецептор. Наличие такого эффекта показано для эстрадирла, но, очевидно, он возможен и для других гормонов. [c.117]

Гормон-рецепторный комплекс проникает в ядро и связывается с хроматином в области андрогенчувствительного элемента ДНК. [c.407]

Образование адвентивного корня происходит из клеток камбия, причем строго в зоне сочленения его с сердцевинным лучем. Наиболее эффективно этот процесс идет в период максимальной пролиферирующей активности камбиальной ткани. Формирование корня из клеток меристематической ткани детерминировано генетически. Изменение транскрипции генетических программ, приводящее к ризогенезу, контролируется ауксином, который после взаимодействия с определенным рецептором и образования соответствующего гормон-рецепторного комплекса запускает систему ответа, приводящую к снятию репрессорной блокады с оперонов генов ферментов, изменяющих метаболизм и приводящих к корне-образованию. [c.349]

Липидная зависимость активности мембранных ферментов может отчетливо проявляться в условиях селективной экстракции мембранных липидов и при последующем добавлении определенных липидов к делипидизированным мембранам. Так, мягкая эфир-бутанольная экстракция плазматических мембран печени приводит к снижению базальной аденилатциклазной активности и гормон-стимулируемых ответов. Базальная активность полностью восстанавливается при добавлении к мембранам фосфатидилинозитола. Почти полное восстановление гормон-стимули-руемой активности наблюдается при добавлении к мембранам фосфатидилсерина. Предполагают, что взаимодействие аденилатциклазы с определенными липидами мембран необходимо для проявления активности каталитического центра и образования активного гормон-рецепторного комплекса (см. гл. XXVI). [c.60]

Некоторые реакции клеток на сигнальные молекулы бывают плавными (градуальными) и усиливаются прямо пропорционально увеличению концентрации лиганда. Таковы обычно первичные ответы клеток на стероидные гормоны, вероятно потому, что каждый рецепторный белок связывает одн> молекулу гормона, а каждая специфическая узнаваемая последовательность ДНК в гормоночувствительном гене действует независимо (разд. 12.2.1). С повышением концентрации гормона пропорционально возрастает концентрация гормон-рецепторных комплексов, а значит, и число этих комплексов, присоединившихся к специфическим участкам генома. Клеточный ответ в этом случае будет градуальным и линейным. [c.380]

Один из возможных механизмов основан на принципе кооперативности, когда для активации какой-то макромолекулы-мишени необходимо присоединение к ней нескольких внутриклеточных эффекторов (или их комплексов с рецептором). Например, при некоторых реакциях на стероидные гормоны для активации надлежащего гена, по-видимому, требуется одновременное связывание со специфическим участком хроматина нескольких гормон-рецеп-торных комплексов. В результате при увеличении концентрации гормона ген активируется более резко, чем в том случае, если бы для его активации достаточно было одного гормон-рецепторного комплекса (рис. 13-37). Аналогичный механизм кооперативности действует при активации с участием кальмодулина поскольку для принятия кальмодулином активирующей конформации необходимо связьтание двух или большего числа ионов Са , повьппение внутриклеточной концентрации этих ионов всего лишь в 10 раз вызьшает уже 50-кратное усиление активации. Такие кооперативные реакции становятся тем более резкими, чем больше молекул в них участвует, и если их число достаточно велико, то дело может дойти до реакции типа всё или ничего (рис. 13-38 и 13-39). [c.280]

Глюкокортикоиды — это класс стероидных гормонов, регулирующих экспрессию генов (см. гл. 44). При попадании молекул глюкокортикоидов в клетку млекопитающих они связываются со стероидч пе-цифичным рецептором, который претерпевает при этом конформационные изменения в цитоплазме и проникает в ядро. Комплекс глюкокортикоид— рецептор взаимодействует со специфическим рецеп-тор-связывающим сайтом ДНК в 5 -регуляторной области стероид-зависимых генов, например гена вируса рака молочной железы мыши, на расстоянии в несколько сот пар оснований от сайта инициации транскрипции. Посадка комплекса на рецептор-свя-зывающий сайт, судя по всему, приводит к более эффективному использованию промотора РНК-полимеразой, усиливая таким образом экспрессию стероид-зависимых генов. Область ДНК, связывающаяся с гормон-рецепторным комплексом, также может быть клонирована и присоединена к другому структурному гену. После встраивания таких химерных конструкций в геном культивируемых клеток млекопитающих репортерные структурные гены приобретают способность контролироваться содержанием глюкокортикоидов в среде, т.е. становятся стероид-индуцибельными генами. Постепенно укорачивая нуклеазной обработкой концы клонируемого фрагмента и вводя в него мутации, можно идентифицировать районы ДНК, которые непосредственно участвуют в связывании с гормон-рецепторным комплексом. Создается впечатление, что связывание гор-мон-рецепторного комплекса с определенным участком ДНК превращает его в активный энхансерный элемент. В ближайшем будущем мы, вероятно, сможем разобраться в молекулярном механизме точной регуляции экспрессии эукариотических генов, в частности на примере стероид-зависимых генов. [c.124]

Наступление половой зрелости сопровождается быстрым ростом мышечно-скелетной системы. Хрящи эпифизарных пластинок роста увеличиваются в размерах и начинается образование новой костной ткани. Происходящее при этом удлинение костей сопровождается значительным увеличением массы скелетных мышц. Проанализировать эти эффекты на молекулярном уровне трудно, но определенная информация все же имеется. Судя по всему, андрогены индуцируют в тканях-мишенях синтез белка с помощью хорошо известного механизма, характерного для действия и дру1 их стероидных гормонов гормон-рецепторный комплекс распознает специфические участки хроматина и избирательно активирует определенные гены (см. гл. 44). Именно так, по- [c.233]

Рентгеноструктурный анализ гормон-рецепторного комплекса показал, что внеклеточная белковая цепь молекулы ЬОНЬр образует два хорошо различимых домена, состоящих из фрагментов 1-123 и 128-238, соединенных лабильным участком 124-127. Каждый домен содержит семь Р-тяжей, образующих сэндвичевую структуру. Большое значение в реализации гормональной функции авторы [249] отводят С-концевому октапептидному участку 239-246. При сорбции субстрата он обеспечивает необходимую для образования эффективных невалентных контактов конформационную подвижность двум доменам [c.61]

Все стероидные гормоны синтезируются из холестерола. Будучи сравнительно небольшими (мол. масса около 300) гидрофобными молекулами, они проходят через плазматическую мембрану путем простой диффузии. Оказавшись внутри клетки-мишени, стероидный гормон каждого типа прочно, но обратимо связывается со своим специфическим рецепторным белком, находяшимся в цитоплазме. Присоединение гормона ведет к аллостерическому изменению конформации рецепторного белка, что повьппает его способность связываться с ДНК. Поскольку рецепторные белки способны проходить через ядерные поры, при повьш1ении их сродства к ДНК гормон-рецепторные комплексы накапливаются в ядре (рис. 13-12). [c.257]

Представление о том, что связывание гормон-рецепторного комплекса со специфическими участками хроматина регулирует транскрипцию определенных генов, получило всеобщее признание, однако прямо идентифицировать эти специфические участки невероятно трудно. Главный источник затруднений-неспецифическое связывание рецепторов с ДНК. Далее, для регуляции 50 генов может быть достаточно связьгаания лишь малой доли тех 10000 гормон-рецепторных комплексов, которые содержатся в клетке. А между тем даже 10000 рецепторов составляют по весу всего только 1/50000 часть общего клеточного белка поэтому в высокоочищенном виде рецепторный белок удалось получить лишь в очень малом количестве. В связи со всем этим трудно было выяснить, чем определяется специфичность действия рецепторов для стероидов-узнаванием определенных последовательностей ДНК, особых хромосомных белков или и тем и другим одновременно. Однако недавно с помощью методов генной инженерии удалось клонировать один ген, регулируемый кортизолом, и таким образом получить в большом количестве соответствующую ДНК. Было показано, что очищенный рецептор кор- [c.258]

Бактериальный токсин, ответственный за симптомы холеры, подавляет этот нормальный выключающий механизм. Холерный токсин-это фермент, катализирующий перенос ADP-рибозы с внутриклеточного HAD на G-белок, который при этом так изменяется, что не может больше гидролизовать связанный с ним GTP. Если теперь молекула аденилатциклазы будет активирована гормон-рецепторным комплексом и молекулой такого модицифиро-ванного G-белка, то она останется необратимо активированной. В результате в клетках кишечного эпителия длительно повьппается уровень сАМР, что ве- [c.266]

Некоторые реакции клеток на сигнальные молекулы бывают плавными (градуальными) и усиливаются по мере увеличения концентрации лиганда. Таковы обычно ответы клеток на стероидные гормоны, вероятно потому, что каждый рецепторный белок связьшает одну молекулу гормона, а каждый чувствительный участок хроматина связывает один гормон-рецепторный комплекс. С повышением концентрации гормона пропорционально возрастает концентрация гормон-рецепторных комплексов, а значит, и число этих ком- [c.279]

Третий механизм регулирования функционирования клеток реализуется в том случае, если секретируемые эндокринными железами стероидные и тиреоидные гормоны, имеющие липо-фильную природу, взаимодействуют с цитозольными или ядер-ными рецепторами. Эти рецепторы характеризуются высоким сродством к указанным гормонам (полумаксимальное насыщение рецепторов происходит в присутствии гормона в концентрации 10 —10" ° моль/л). Образующийся гормон-рецепторный комплекс, стабильный в течение 1—3 ч, связывается с ДНК и белками хроматина и влияет на экспрессию определенных генов. Трансляция синтезируемой мРНК на рибосомах приводит к появлению 3—7 новых белков, опосредующих биологический эффект стероидных и тиреоидных гормонов. Этот тип регуляции осуще- [c.99]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология