синтез сигнальных молекул

Посттрансляционные модификации (Posttranslational modifl ations) Изменение структуры белковых молекул после завершения их синтеза рибосомами. К таким модификациям относятся фосфорилирование, гликозилирование, окисление цистеина, отщепление сигнальных последовательностей и т.д. [c.557]

В табл. 13-1 приведены некоторые локальные химические медиаторы, нейромедиаторы и гормоны и указаны места их синтеза, структура и основное действие (большая часть их подробнее рассмотрена в других разделах книги). Видно, что структура сигнальных молекул так же разнообразна, как и их функции. К этим молекулам относятся короткие пептиды, более крупные белки и гликопротеиды, аминокислоты и родственные им соединения, стероиды (вещества, образующиеся из холестерола и весьма сходные между собой по структуре) и производные жирных кислот. [c.247]

Группы клеточных функций, регулируемых сАМР и ионами кальция, в значительной степени перекрываются и внутриклеточные концентрации тех и других молекул нередко изменяются под влиянием одного, и того же внеклеточного сигнала. Эти две внутриклеточные сигнальные системы могут взаимодействовать по меньшей мере двояким образом 1) внутриклеточные уровни Са и сАМР способны влиять друг на друга, например кальмодулин может регулировать ферменты синтеза и распада сАМР, а сАМР-зависимые протеинкиназы-фосфорилировать кальциевые каналы или насосы 2) Са и сАМР могут регулировать один и тот же фермент, например киназу фосфорилазы может активировать и сАМР-зависимая протеинкиназа, и связывание кальмодулином (рис. 13-31). [c.277]

У бобовых растений синтез легоглобинов кодируется семейством из нескольких сцепленных Lb-генов. В настоящее время подробно изучена структурно-функциональная организация этих генов выявлена их ин-трон-экзонная структура, изучена организация промоторов, расположение кодирующих и некодирующих участков. Экспрессия Lb-генов в клубеньках, по всей видимости, основана на обмене партнеров регуляторными сигналами. Об этом говорит присутствие в промоторах этих генов последовательностей, которые гомологичны некоторым бактериальным промоторам и могут быть мишенями для сигнальных молекул, поступающих в растительные клетки от бактерий. Удалось выявить и бактериальные ДНК-связывающие белки, которые взаимодействуют с промоторами легоглобиновых генов. [c.179]

В настоящее время известно много других примеров специфической репрессии бактериальных генов. В каждом случае связывание белка-репрессора с определенной последовательностью ДНК приводит к выключению гена. Процесс связывания всегда регулируется определенными сигнальными молекулами, аналогичными аллолактозе. Иногда, как в случае репрессора лактозного оперона, присутствие сигнальных молекул в клетке включает ген или единицу транскрипции, уменьшая сродство белка-репрессора к определенной последовательности ДНК. Но сигнальная молекула может использоваться и для выключения гена с помощью белка-репрессора. Например, аллостерическое изменение, вызванное связыванием сигнальной молекулы с репрессором, может повысить, а не понизить способность репрессора связываться с определенной последовательностью ДНК. Такой механизм действует в случае контроля активности пяти расположенных рядом генов, которые кодируют ферменты, необходимые для синтеза триптофана в клетках Е.соИ (trp-оперон). Синтез единственной длинной молекулы мРНК, кодирующей эти пять белков, контролируется белком-репрессором, который садится на ДНК лишь в том случае, если он связан с триптофаном (сигнальная молекула, включающая этот оперон) (рис. 10-12). [c.185]

В отличие от большинства других сигнальных молекул простагландины не накапливаются в клетках, а по мере их синтеза все время освобождаются во внеклеточное пространство. Однако, когда клетки активируются при повреждении ткани или под действием некоторых химических факторов, скорость синтеза простагландинов возрастает повышение локальной концентрации простагландинов оказывает воздействие не только на клетку, которая их вьщеляет (аутокринная стимуляция), но и на соседние клетки. Аутокринная стимуляция, возникающая в ответ на другой химический сигнал, может усиливать эффект последнего и (или) его продолжительность а также его распространение на большую локальную популяцию однотипных клеток. [c.348]

Структура простагландин-Нз-синтазы (РСН8). Вырабатываемые железами внутренней секреции гормоны попадают в кровь и с ее током достигают различных органов и тканей. Поэтому для них, помимо исключительной специфичности и высокой активности, характерна удаленность действия от мест синтеза. В организме, кроме гормонов, есть и другие сигнальные медиаторы, которые секретируются не в кровь, а во внеклеточную периплазматическую жидкость и оказывают влияние на состояние только ближайших клеток. Важным семейством таких локальных химических медиаторов, источником которых являются клетки многих типов, служат простагландины - производные жирных кислот с 20 атомами углерода в цепи. Они связываются с большим числом рецепторов клеточной поверхности и вызывают сокращение гладких мышц, снижают способность тромбоцитов к агрегации, активизируют центральную нервную систему, действуют на воспалительные процессы и высвобождают ренин [258]. Недавно было установлено, что простагландины играют также важную роль в патофизиологии рака и при сердечно-сосудистых заболеваниях [259, 260]. В отличие от большинства сигнальных молекул они не накапливаются в клетках, а непрерывно синтезируются в мембранах из предшественников и сразу же освобождаются во внеклеточное пространство, где в течение короткого времени (от долей секунды до двух минут) разрушаются. Уменьшение локальной концентрации простаглан-динов вне клеток активирует работу синтезирующих их ферментов, что по механизму обратной связи оказывает воздействие на состояние клеток, выделяющих простагландины, и на их ближайших соседей. [c.64]

Несмотря на эти различия, и в том и в другом случае клетка синтезирует белки-предшественники, содержащие сигнальную последовательность, которая определяет, к какой мембране направится данный белок. По-видимому, во многих случаях эта последовательность отщепляется от молекулы-предшественника после завершения транспортного процесса. Однако некоторые белки сразу синтезируются в окончательном виде. Полагают, что в таких случаях сигнальная последовательность заключена в полипептидной цепи готового белка. Сигнальные последовате.иьности еще плохо изучены, но, вероятно, должно быть несколько типов таких последовательностей, каждый из которых определяет перенос белковой молекулы в определенную область клетки. Например, в растительной клетке некоторые из белков, синтез которых начинается в цитозоле, транспортируются затем в митохондрии, другие-в хлоропласты, третьи-в пероксисомы, четвертые-в эндоплазматиче-ский ретикулум. Сложные процессы, приводящие к правильному внутриклеточному распределению белков, только сейчас становятся понятными (подробности см. в гл. 7). [c.66]

Способность клетки реагировать на определенные внеклеточные сигнальные молекулы зависит от наличия у нее специфических белков-рецепторов, которые связывают эти молекулы. Многие сигнальные молекулы действуют в очень низкой концентрации (обычно 10 М), и комплементарные им рецепторы, как правило, имеют к ним высокое сродство (константа связывания К > 10 л/моль см, разд. 3.1.3). Большинство клеток взрослых животных специализировано для выполнения какой-то одной главной функции, и все они имеют характерный набор рецепторов, который позволяет им реагировать на все химические сигналы, запускающие или модулирующие эту функцию. Влияние большинства химических сигналов на клетку-мишень в конечном счете сводится либо к изменению свойств или скорости синтеза уже существовавших в ней белков, либо к инициации синтеза новых белков. В различных клетках-мишенях одни и те же сигнальные молекулы часто затрагивают разные белки и поэтому оказывают различное действие. Например, ацетилхолин стимулирует сокращение клеток скелетной мускулатуры, но уменьшает частоту и силу сокращения клеток сердечной мышцы, В данном случае рецептор ацетилхолина у клеток скелетных мышц отличен от рецептора клеток миокарда. Но не всегда причиной служит различие рецепторов. Часто связывание одинаковых сигнальных молекул с идентичными рецепторами ведет к совершенно разным реакциям различных клеток-мишеней. Отсюда следует, что клетки-мшпени могут быть запрограммированы двумя способа- [c.247]

В то время как некоторые химические медиаторы, подобно гистамину, секретируются особыми клетками, источником других могут быть клетки различного типа. Важным примером такого рода локальных медиаторов служат простагландины-семейство производных жирных кислот с 20 атомами углерода. Так же как и другие локальные медиаторы, простагландины быстро расщепляются специфическими ферментами вблизи места своего синтеза. Известно, что многие из 16 простагландин он, подразделяемых на 9 классов (PGА, PGB, РОС. .. PGI), связываются с различными рецепторами клеточной поверхности и вызывают разные биологические эффекты. В отличие от большинства сигнальных молекул простагланданы не накапливаются в клетках, а непрерывно освобождаются во внеклеточное пространство. Они все время синтезируются в мембранах клеток из предшественников, отщепляемых от фосфолипидов фосфолипазами (рис. 13-7), и все время разрушаются вне клеток. Но многие клетки при активации, вызванной изменением окружающей их среды, увеличивают скорость синтеза простагландинов в результате их локальная концентрация повышается, что влияет и на саму клетку, выделяющую простагландины, и на ее ближайших соседей. [c.252]

Цитокины — это сигнальные молекулы паракринного и аутокринного действия в крови в физиологически активной концентрации практически не бывают (исключение — интерлейкин-1). Известны десятки разных цитокинов. К ним относятся интерлейкины (лимфокины и монокины), интерфероны, пептидные факторы роста, колониестимулирующие факторы. Цитокины представляют собой гликопротеины, содержсоцие 100-200 аминокислотных остатков. Большинство цитокинов образуется и действует во многих типах клеток и реагирует на разные стимулы, включая механическое повреждение, вирусную инфекцию, метаболические нарушения и др. Исключение составляют интерлейкины (ИЛ-1а и ИЛ-1Р) — их синтез регулируется специфическими сигналами и в небольшом количестве типов клеток. [c.384]

Согласно современным представлениям, биосинтез инсулина осуществляется в 3-клетках панкреатических островков из своего предшественника проинсулина, впервые выделенного Д. Стайнером в 1966 г. В настоящее время не только выяснена первичная структура проинсулина, но и осуществлен его химический сгштез (см. рис. 1.14). Проинсулин представлен одной полипептидной цепью, содержащей 84 аминокислотных остатка он лишен биологической, т.е. гормональной, активности. Местом синтеза проинсулина считается фракция микросом 3-клеток панкреатических островков превращение неактивного проинсулина в активный инсулин (наиболее существенная часть синтеза) происходит при перемещен проинсулина от рибосом к секреторным гранулам путем частичного протеолиза (отщепление с С-конца полипептидной цепи пептида, содержащего 33 аминокислотных остатка и получившего наименование соединяющего пептида, или С-пепти-да). Длина и первичная структура С-пептида подвержена большим изменениям у разных видов животных, чем последовательность цепей А и В инсулина. Установлено, что исходным предшественником инсулина является препроинсулин, содержащий, помимо проинсулина, его так называемую лидерную, или сигнальную, последовательность на N-конце, состоящую из 23 остатков аминокислот при образовании молекулы проинсулина этот сигнальный пептид отщепляется специальной пептидазой. Далее молекула проинсулина также подвергается частичному протеолизу, и под действием трипсиноподобной протеиназы отщепляются по две основные аминокислоты с N- и С-конца пептида С—соответственно дипептиды Apr—Apr и Лиз— —Apr (см. рис. 1.14). Однако природа ферментов и тонкие механизмы этого важного биологического процесса—образование активной молекулы инсулина окончательно не выяснены. [c.268]

Транскрипция во многом сходна с репликацией. Матрицей при синтезе РНК служит определенный участок одной из цепей ДНК. РНК-полимераза копирует этот участок, последовательно соединяя друг с другом с помощью 3 —5 -фосфо-диэфирных связей рибонуклеотиды в соответствии с правилом комплементарности (рис. 3.9). В ходе транскрипции новосинтезированная молекула РНК отсоединяется от ДНК, и двойная спираль ДНК восстанавливается. Чтобы обеспечить транскрипцию только отдельных сегментов ДНК, должны существовать некие сигнальные последовательности, указывающие, где начинается (инициируется) транскрипция и где она останавливается (терминируется). Сигнал инициации обычно располагается перед кодирующей последовательностью, а сигнал терминации — вслед за ней. Участок ДНК, предшествующий транскрибируемому гену, называется 5 -фланкирующей последовательностью, а расположенный за ним — З -фланкиру-ющей. [c.35]

Таким образом, в цитоплазме имеется две пространственно изолированные популяции рибосом. Одни из них (связанные с мембраной рибосомы) расположены на обращенной к цитоплазме поверхности мембраны ЭР и заняты синтезом белков, которые сразу же переносятся внутрь ЭР. Другие (свободные рибосомы) не прикреплены ни к какой мембране и производят все остальные белки, кодируемые ядром. Связанные и свободные рибосомы идентичны по строению и функции. Они различаются только по белкам, которые синтезируются на них в каждый данный момент. Если рибосоме достается синтез белка с сигнальным пептидом для ЭР. то такой сигнал направляег рибосому к мембране ЭР. Поскольку с одной молекулой мРПК может связаться много рибосом, обычно образуется нолирнбосома, которая прикрепляется к мембране сразу многими растущими полипептидными цепями. Отдельные рибо- [c.39]

Рис. 8-38. Для синтеза белков питозоля и белков, поступаюших в ЭР. используются одни и те же рибосомы Если на вновь синтезированной молекуле белка имеется сигнальный пептид, то он направляет связанную с этой молекулой рибосому к мембране ЭР. Молекула мРНК может все время оставаться связанной с мембраной ЭР, тогда как рибосомы, движущиеся вдоль нее, постоянно рецирку лиру-ют в конце каждого цикла белкового синтеза субъединицы рибосом освобождаются и возвращаются в общий пул рибосом в цитозоле.

Показаны положение вытянутой сигнальной последовательности и только незаря- енный домен в молекуле, способной пронзить липидный бислой. N-терминальный метиониновый остаток, инициирующий белковый синтез, не удален. Сайты прикрепления углеводов обозначены черными кружочками. [c.50]

При необычно высоких концентрациях небольших сигнальных лигандов, например адреналина или ацетилхолина, часто наблюдается другой тип регуляции поверхностных рецепторов. Такие. ниганды не вызывают эндоцитоза и расщепления комплексов лиганд-рецептор, но обратимо инактивщ)уют рецепторы. Напримф, эритроциты лягушки под действием высоких концентраций адреналина постепенно (в течение нескольких часов) теряют способность присоединять адреналин и реагировать на него. Этот эффект не может быть связан с эндоцитированием и разрушением рецепторов, поскольку 1) он проявляется и в опытах с изолированными мембранами эритроцитов и 2) бывает обратимым чувствительность к адреналину постепенно восстанавливается даже в отсутствие синтеза нового белка. Кажется вероятным, что связывание адреналина ведет к довольно стойкому, хотя и обратимому, изменению конформации рецепторного белка, которое даже спустя долгое время после отделения лиганда препятствует присоединению новой его молекулы. Связано ли это явление с обратимой ковалентной модификацией рецептора, неизвестно. [c.282]

У прокариот наиболее распространенным видом процессинга белков является удаление сигнального пептида из молекул секретируемых белков. Такие белки и ферменты (экзогидролазы, белки наружной мембраны и др.) содержат на МН -конце гидрофобный пептид из 15—30 аминокислот, который необходим для транслокации белка через цитоплазматическую мембрану в процессе его синтеза. После завершения транслокации сигнальный пептид удаляется специальной сигнальной пептидазой (подробнее об экзоферментах в главе, посвященной процессам экскреции). [c.90]

Обычно трансляция происходит гораздо быстрее, чем импорт в митохондрии, так что синтезированные белки полностью отделяются от рибосомы, прежде чем начинают взаимодействовать с мембраной митохондрии. Когда белковый синтез блокирован циклогексимидом, скорость трансляции становится ниже скорости импорта. Поскольку сигнальный пептид для импорта белка в митохондрию расположен на его N-конце, то некоторые из частично синтезированных митохондриальных белков, все еще прикрепленные к рибосомам, могут в этих условиях взаимодействовать с митохондриальной мембраной. В результате начавшийся импорт даже одного такого белка приводит к прикреплению рибосомы и связанной с ней мРНК (а также других рибосом, транслирующих ту же молекулу мРНК) к митохондриальной мембране. [c.368]

Г. Разобщение транслокации и трансляции в случае более коротких молекул белков указывает на то, что соответствующий сигнальный пептид может направить белок через мембрану ЭР в отсутствие одновременно протекающего белкового синтеза. Почему же в таком случае более длинная молекула белка не проходит сквозь мембрану в отсутствие трансляции Одно из возможных объяснений этого явления может заключаться в том, что сигнальный пептид становится стерически недоступным для механизма транслокации при сложной пространственной укладке полипептидной цепи. [c.374]

Первые эксперименты такого типа были выполнены в 1978 г. независимо двумя группами исследователей, которым удалось в клетках Е. соЫ выявить синтез химерного белка, сохранившего иммунохимические свойства белка овальбумина к)ф. Продукция овальбуминопо-добного белка достигала 1-1,5 % суммарного белка клетки. Данный белок содержал последовательность сигнального пептида пре-овальбу-мина, и этот гетерологичный сигнальный пептид, имеющий на N-конце несколько аминокислот /3-галактозидазы, оказался способным выполнять функции, необходимые для секреции белка овальбумина в периплазматическое пространство клеток Е. соИ. В ходе секреции молекулы химерного белка процессировались, давая начало зрелой форме овальбумина. [c.161]

Смотреть страницы где упоминается термин синтез сигнальных молекул: [c.167] [c.345] [c.348] [c.26] [c.246] [c.185] [c.345] [c.348] [c.348] [c.117] [c.289] [c.531] [c.246] [c.24] [c.130] [c.27] [c.231] [c.137] [c.137] [c.366] [c.276] [c.165] [c.27] [c.39] [c.259]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология