Handlungsmechanismus von G - Eichhörnchen - die verbundenen Empfänger

Der Mechanismus der Signalübertragung ist an allen G Eichhörnchen - die verbundenen Empfänger identisch (Und). Nach dem Zugang von Empfängerangleichungsänderungen. Subjedinitsa gibt GDF und fügt GTF bei, trennt sich dann von zwei anderen subjedinitsa, tritt in Kontakt mit dem Effektorprotein ein und ändert seinen funktionellen Staat. Und β, und an - subjedinitsy sind fähig, um Effektorproteine zu kontaktieren. A-Subjedinitsa stellt langsame Hydrolyse des verbundenen GTF zu GDF zur Verfügung. Ga-GDF hat keine Sympathie zu Effektorproteinen und vereinigt sich wieder mit β, an - subjedinitsami wieder (Und).

G-Proteine können diffundirovat (lateralno) in einer Membran; sie werden mit einem bestimmten Typ von Empfängern nicht verbunden. Dennoch zwischen Typen von Empfängern und Typen von G-Proteinen dort ist eine Wechselbeziehung (B). A-Subjedinitsy-G-Proteine unterscheiden sich auf der Sympathie und dem Typ des Einflusses auf Effektorproteine. Ga-GTF Gg-áåëêà stimuliert zu einem Adenilattsik-Einsteigeschacht, während Ga-GTF Gj-áåëêà ihn hemmt. Zu G - Protein - zu den verbundenen Empfängern muskarin holinoretseptor gehören Empfänger noradrenaline, Adrenalin, einem dopamine, einem Histamin, Morphium, prostaglandins, leykotriyena und anderen Substanzen und Hormonen.

Effektorproteine für das G-Protein sind ein adenilattsiklaza (ATP - ein intrazelluläres Transportunternehmen von tsAMF), ein phospholipase Mit (fosfatidilinozitol, intrazelluläre Transportunternehmen inozitoltrifosfat und diacylglycerin) und einige Proteine von Ionskanälen (B).

Der Satz von Funktionen als tsAMF vergrößert Tätigkeit eines Proteins kinase, Und welche fosforilirut Durchführungsproteine von Konzentration von tsAMF in einer Zelle abhängt. Außerdem das Steigen der Konzentration von tsAMF führt zu Entspannung eines glatten musculation, dem Steigen der Kraft der herzlichen Verminderungen, Verstärken von glycogenolysis und lipolysis. Phosphorylation von Proteinen von Sa-Kanälen fördert ihre Öffnung an der Depolarisation einer Membran. Es ist notwendig zu bemerken, dass tsAMF inactivated durch phosphodiesterase ist. Deshalb erhalten Hemmstoffe dieses Enzyms hohe Zellkonzentration von tsAMF aufrecht und haben Wirkung, die einem Adrenalin ähnlich ist.

Außerdem kann Empfängerprotein fosforilirovatsya und davon verlieren Fähigkeit, G-Protein zu aktivieren. Dieser Mechanismus ist der Eckstein der Depression der Empfindlichkeit einer Zelle infolge der langen Anregung eines Empfängers unter dem Einfluss eines agonist.

Die Aktivierung von phospholipase Damit führt zum Aufspalten von phospholipids von Membranen (fosfatidilinozitol-4.5-bifosfata) mit der Bildung von inozitoltrifosfat (1P3) und diacyl von Glycerinum (DAG). Inozitol stimuliert einen Ausgang von Sa2 + vom Depot, das zur Verminderung eines glatten musculation, dem Aufspalten eines glycogen oder eines exocytosis führt. Diatsilglitserin stimuliert ein Protein kinase, Mit dem fosforilirut einen heiteren - und die threoninecontaining Enzyme definiert hat.

Einige G-Proteine beeinflussen Proteine von Kanälen und fördern Öffnung von Kanälen. So werden durch K + - Kanäle aktiviert (Handlung von Acetylcholinum am synoptischen Niveau; Einfluss von opioids auf der Übertragung der Erhebung in Nervenzellen).

Systeme der sekundären Boten haben zu G-Proteinen in Verbindung gestanden.

In den Tabellenbeispielen vom ähnlichen Empfänger werden Systeme gegeben. Es ist offensichtlich, dass eine Vielzahl von primären Boten einige durch den sekundären geregelt wird. So ist es notwendig zu verstehen, dass die Genauigkeit der Handlung, am Anfang ligands mitzuteilen, durch die Lokalisierung eines Empfängers auf bestimmten Zellen definiert wird, in denen sekundäre Boten einen Ausdruck der zu dieser Zelle spezifischen Proteine verursachen.

Empfänger haben zu G-Proteinen in Verbindung gestanden

Mehr als 1000 Gene, die die mit G-Proteinen verbundenen Empfänger verschlüsseln, werden geöffnet. Diese Empfänger sind monomeric glycoproteins mit der ziemlich ähnlichen Aminosäurenzusammensetzung. 7 Gebiete, die hydrophobe Aminosäuren als ein Teil eines polypeptide Stromkreises haben, sind für sie charakteristisch. Diese Gebiete werden durch Schleifen in einem Diaphragma mit einem Ende gebildet, das, und ein anderer - im Zytoplasma herauskommt.

Endogene ligands kommunizieren auf einer Außenabteilung eines Empfängers. Klein durch die Größe, zum Beispiel Amine, schließen sich Abteilungen bei verschiedenen transmembrane Bereichen an, wohingegen groß zum Beispiel die polypeptides weniger fähigen, um in hydrophobe Gebiete einzudringen, auf der ecstracletoc Schleife einer N-Endabteilung eines Empfängers kommunizieren. Sie können auch Cerebramin mögen.

G-Eichhörnchen schließen sich einem intrazellulären Segment eines Empfängers in der 3. Schleife zwischen den 5. und 6. Gebieten an. Obwohl der Mechanismus der Wirkung, die bei der Verbindung mit agonist entsteht, nicht bis zum klaren Ende ist, nimmt es an, dass diese Tat einen Empfänger in der Angleichung stabilisiert, die ihm erlaubt, mit dem Aufarbeiter von G-Proteinen aufeinander zu wirken, sie und die nachfolgenden Effektorereignisse aktivierend.

Die Wirkung von agonist hat nur gewöhnlich Dauer beschränkt, die durch mehrere Prozesse definiert wird. Die Mehrheit hat mit G-Proteinen und Empfängern Cerina und einen treonina in der cytoplasmatic Schleife und in der S-Trailerseite verbunden, die mehrere kinases sein kann, die Wechselwirkung zwischen einem Empfänger beschränken und G-Protein das Bleiben hat. Dieser Prozess wird Desensibilisierung eines Empfängers genannt und erlaubt einem Käfig, auf sehr breite Reihen des Konzentrationsanregens von Agenten zu antworten. Nach dem langen Einfluss von agonist kann die Zahl von Empfängern auf einer plasmatic Membran auch durch den Internalization-Prozess geregelt werden (der in bestimmten Fällen durch einen Katabolismus ausgeführt wird), oder die Unten-Regulierung eines Empfängers. Obwohl die Signale, die sie verursachen, nicht klar sind, wird es vertreten, dass sie davon ausgezeichnet sind, Desensibilisierung zu kontrollieren.

G-Proteine

Führen Sie transduction eines Signals von Membranenempfängern bis Effektorenzyme und Ionskanälen aus. Jedes dieser Proteine besteht aus benanntem α der drei getrennten Subeinheit, β an als Abnahme im Molekulargewicht; die α-Subeinheit des Aufarbeiters und ist der Hauptvermittler des Einflusses von G-Proteinen auf ihrem Effektor. Die Hauptfunktion β-and γ-subunit des Aufarbeiters ist Unterstützung der Wechselwirkung einer α-Subeinheit mit einer plasmatic Membran und Empfängern, jedoch sind sie auch zur direkten Regulierung des Effektors fähig.

Familien von G-Proteinsäugetieren

Die G-Eichhörnchen, die an der transmembrane Übertragung eines Signals teilnehmen, werden durch die allgemeinen Mechanismen geregelt. In der Zeichnung wird ihr Zyklus der Aktivierung und eines inactivation präsentiert. In einer grundlegenden drei Staatssubeinheit von G-Proteinen werden zusammen und mit guanozindifosfat (GDF) verbunden, der α-Subeinheit beigefügt. Wenn agonist zu einem Empfänger in Verbindung steht, trennt sich GDF, und der auf der α-Subeinheit befreite Platz wird guanozintrifosfat (GTF), viel Gegenwart am Zytoplasma genommen.

Das Erscheinen dieser Kommunikation stimuliert G-Proteine infolge α-Subeinheiten, die von einem Empfänger und von β, γ-Subeinheit getrennt sind, und kontaktiert Effektor. Mehrere Sekunden später Gtfaza, der in der α-Subeinheitshydrolyse der verbundene GTF zu GDF verfügbar ist, der zu einem inactivation der Subeinheit führt. Die α-mit GDF verbundene Subeinheit trennt sich vom Effektor und wird wieder mit β-, einem γ-complex von G-Proteinen von G-Proteinen vereinigt, fähig für einen neuen Zyklus der Aktivierung durch den Empfänger werdend.

Die funktionellen Unterscheidungen zwischen Mitgliedern der Familie von G-Proteinen werden am Anfang durch Unterschiede in den α-Subeinheiten definiert. Die Nomenklatur von G-Proteinen wurde gemäß ihrer Funktion am Anfang gebaut. Also, die Benennungen Gs und Gi werden für das G-Proteinanregen und Hemmen beziehungsweise akzeptiert. In Benennungsgi wurde früher eingegangen, als zum ersten Mal das in einer Netzhaut entdeckte G-Protein transdutsin genannt wurde.

Der Schönheitsfehler dieser Nomenklatur ist offensichtlich nach der Trennung und dem Klonen von G-Proteinen mit der dunklen Funktion geworden. Also gab es Benennungen, Gehen Gq, dann G11, G12, usw. Einige G-Proteine ausgedrückt nur in bestimmten Typen von Zellen, zum Beispiel wird Gt nur in Stöcken und Kegeln einer Netzhaut gefunden, wo einen tsGMF-spezifischen fosfodiesteraza aktiviert. Andere G-Proteine, im Gegenteil, in der Mehrheit von Stoffen und haben vielfache Funktion zum Beispiel, Gi ist an der Mehrheit von Zellen, dem Hemmen anwesend, aber ist auch zum direkten Einfluss auf einige Ionskanäle fähig.

Der Einfluss der Mehrheit von G-Proteinen auf Effektoren ist jedoch stimulierend einige hemmen sie. Zum Beispiel hemmt G0 Sa2 +-channels in einem Gehirn und Herzen; Gs, stimulieren Gi Hemmungen. Die letzten zwei G-Proteine werden der Reihe nach von verschiedenen Gruppen von Empfängern geregelt, die häufig in einer Zelle zur Verfügung gestellt werden. Das Ergebnis der gleichzeitigen Aktivierung des Anregens und Hemmens von Empfängern ist die Verminderung und Milderung der Antwort.

Diese doppelte Regulierung zusätzlich zur Wechselwirkung anderen folgenden hinter Proteinen von Bestandteilen des Signalsystems stellt die einheitliche Antwort einer Zelle zu zahlreichen Anreizen zur Verfügung.

Effektorenzyme durch G-Proteine geregelt. Von drei Bestandteilen, die das Ausführen eines Signals zur Verfügung stellen, hat zu G-Proteinen verbunden, es ist am schwierigsten, Effektorverbindungen am molekularen Niveau zu studieren. Nur kürzlich wurden einige von Enzymen dieser Verbindung isoliert und geklont.

Effekten hormonal und Empfänger werden meistenteils durch adenilattsiklaza und phospholipase von Page durchgeführt. Andere Enzyme, wie A2 phospholipase, der arakhidon Säure auch anscheinend erzeugt, werden durch G-Proteine geregelt, jedoch sind diese Antworten bis zum nicht klaren Ende.

Adenilattsiklaza und tsAMF als ein sekundärer Bote

Zyklischer AMF (tsAMF) wird von ATP durch adenililtsiklaz Enzyme synthetisiert, die in einem plasmatic Diaphragma gebaut werden.

Es wird vertreten, dass diese Enzyme der große polypeptides sind, der zwei Trauben von sechs transmembrane Segmenten enthält, die zwei ähnliche katalytische Gebiete trennen. Ist auf dem Extrem ein Mercedes, acht Formen von adenilattsiklaza verfügbar. Sie alle werden mit Gsα stimuliert, aber unterscheiden sich auf der Empfindlichkeit zum hemmenden Einfluss von Gα-stimulation in calmodulin (calcium/calmodulin) und auf der Wirkung β, G-Proteine an den Subeinheiten. Diese zusätzlichen Gangregler geben Fähigkeit, viele Signale zu integrieren, die verschiedene Systeme von sekundären in einer Zelle beeinflussen.

Zyklischer AMF zeigt die Wirkung in einem Käfig, allgemein tsAMF-abhängigen proteinkinaza (ein proteinkinaz von A, PKA) aktivierend. Diese tetrameasured Enzyme bestehen aus zwei regelnden und zwei katalytischen subjedinitsa. Enzyme werden aktiviert, wenn sich zwei Moleküle tsAMF jedem Durchführungssubeinheiten anschließen, katalytische Subeinheiten von tetrameasure veröffentlichend. Die veröffentlichten Subeinheiten katalysieren Übertragung der phosphatic Gruppe von ATP auf dem spezifischen serinov, oder treaninon bleibt von Proteinzielen übrig. Unter ihnen kann es Enzyme geben, die an metabolischen Prozessen des Käfigs und den Proteinen teilnehmen, die eine Genabschrift regeln. Der metabolische Weg, der durch tsAMF das Bilden der Kaskade der enzymatischen Aktivierung aktiviert ist, die zu Zerfall eines glycogen in der Leber führt, wird zum Beispiel gut studiert. Der aktivierte proteinkinaza und fosforilirut fosforilazny kinase (phosphorylase kinase), der der Reihe nach fosforilirut glikogenfosforilaza Enzymkatalysierenzerfall von glycogen ist.

Die Handlung von tsAMF auf einer Abschrift von Genen wird vermittelt hat Protein und phosphorylation des Proteins katalysiert, das unter dem Namen CAMPING-Ansprechprotein der milden Schwergängigkeit (CREB) bekannt ist, der sich den spezifischen kurzen Folgen der als Camping-Ansprechelemente (CRE) bekannten DNA anschließt. CREB schließt sich CRE an, fosforilirovan seiend, und das stimuliert eine Abschrift der Gene, die CRE in Durchführungszonen unterstützen.

Phospholipase mit und phospholipid sekundäre Boten

Vertreter der Familie von G-Proteinen integrieren verschiedene Empfänger zur Gruppe der Enzyme berühmt als phospholipases vgl. Diese Enzyme betreffen zur großen Familie von phospholipases, für das Substrat inozitolfosfolipida sind. Die Warnung transduction zieht auf diese Weise die Folge von molekularen Ereignissen an, die mit dem beobachteten im Falle der Aktivierung eines adeiilattsiklaza ähnlich sind. Linkng von agonist mit einem Empfänger aktiviert G-Protein, das sich der Reihe nach einem phospholipase auf einer inneren Oberfläche einer plasmatic Membran anschließt. Der aktivierte lipase dreht schnell fosfatidilinozitolbifosfat (PIP2) in inozitoltrifosfat (IP3) und diatsilglitserol. Beide dieser Moleküle arbeiten als sekundäre Boten auf zwei verschiedene Weisen: IP3 das kleine wasserlösliche Molekül, das zu diffundir schnell im Zytoplasma fähig ist und sich 1RZ-abhängigen calcic Kanälen in einem glatten endoplasmic retikulum anzuschließen, Kalziumslagerbestände in cytosol veröffentlichend.

Die Steigerung der Konzentration von Sa2 + im Zytoplasma beginnt eine Welle von Sa2 + Reaktionen in einem Käfig, viele von ihnen werden durch spezifischen Sa2 + Proteine vermittelt, von denen der calmodulin am weit verbreitetsten ist. Sa2 regelt +-kalmodulin mehrere Enzyme einschließlich Sa2 +-zavisimuyu zu ATFAZ einer plasmatic Membran, die Kalzium von einem Käfig erpresst, und wie es früher, einige Typen von adeiilattsiklaza gesagt wurde. Die Mehrheit von Effekten von Kalzium in einem Käfig ist Ergebnis der Aktivierung der Gruppe proteinkinaz, bekannt als Sa2 +-calcium Modul, das proteinkinaza abhängt. Diese kinases fosforilirut seri-neu und treonin restliches Gleichgewicht von verschiedenen Proteinen. So wieder hängt die physiologische Antwort auf die Aktivierung des phospholipid sekundären Boten in jedem Käfig von ekspres darin die Proteine ab, die Ziel Sa2 + sind.

Anderes molekulares Produkt der Hydrolyse von PIP2 ein phospholipase Damit ist äèàöèëãëèöå ð îë. Dieses lipidic Molekül bleibt in einem plasmatic Diaphragma, wo zusammen mit fosfatidilseriny der serin-treoninovykh êèïàç, bekannt als ein proteinkinaza von Page einige Mitglieder anderer Familie aktiviert. Diese auflösbaren kinases peremetatsya in einem Diaphragma als Antwort auf die Steigerung von Kalzium in ïè ãî zu einem Kreisel (IP3, der durch die Ausgabe verursacht ist), und werden dann durch den vereinigten Einfluss von Sa2 + ein diatsilglitserola und ein fosfatidilserina aktiviert. Diese kinases fosforilirut Gruppen aktiviert zu werden, die zu einer Zelle, dem substratnykh von Proteinen spezifisch sind, die viele Ionskanäle, Empfänger und anderen kinases einschließen, der infolgedessen eine Genabschrift vergrößert.

Andere Prozesse des Signals transduction geregelt durch G-Proteine. Zusätzlich zu den beschriebenen Enzymen wurde es ganz kürzlich gezeigt, dass G-Proteine auch Tätigkeit voltazh abstimmen, Ionskanäle abhängend. Anscheinend vom Tisch regeln viele Hormone und neurotransmitters sowohl sekundäre Boten als auch die Ionskanäle, ein G-Protein aktivierend. Insbesondere Gt stimuliert sowohl adenilattsiklaza als auch einige Typen von Sa2 +-channels.

Offensichtlich ist weiter das Abräumen von Mechanismen der direkten und Rückregulierung von Empfängersystemen eines Signals transduction eine der wichtigsten wissenschaftlichen Aufgaben der Zukunft.