Передача сигнала в клетку: аденилатциклазная, инозитолфосфатная системы, инсулин и кортизол

Механизмы трансмембранной передачи сигнала: аденилатциклазная и инозитолфосфатная системы, каталитические рецепторы инсулина и ПНУФ, внутриклеточные рецепторы стероидных гормонов.

Пройти как урок

Аденилатциклазная система

Аденилатциклазная система относится к некаталитическим механизмам трансмембранной передачи сигнала и включает три основных компонента: рецептор (R-белок), G-белок и фермент аденилатциклазу. Рецептор может быть стимулирующим (Rs) или ингибирующим (Ri). G-белок состоит из трёх субъединиц — α, β и γ; в неактивном состоянии с α-субъединицей связана молекула ГДФ.

Активация запускается присоединением гормона к Rs-белку, что меняет его конформацию и обеспечивает контакт с α-субъединицей. α-субъединица теряет сродство к ГДФ и приобретает сродство к ГТФ. После связывания ГТФ α-субъединица отделяется от βγ-комплекса и латеральной диффузией перемещается к аденилатциклазе. Образующийся комплекс α-ГТФ–аденилатциклаза катализирует превращение АТФ в цАМФ.

цАМФ связывается с регуляторными субъединицами протеинкиназы А, вызывая их диссоциацию и активацию каталитических субъединиц. Протеинкиназа А фосфорилирует белки-мишени по остаткам серина и треонина с затратой АТФ. Инактивация системы обеспечивается собственной ГТФазной активностью α-субъединицы: ГТФ гидролизуется до ГДФ, α-субъединица возвращается к βγ-комплексу. При взаимодействии с Ri-белком αi-ГТФ ингибирует аденилатциклазу, концентрация цАМФ снижается, протеинкиназа А реассоциируется и фосфорилирование белков уменьшается.

Инозитолфосфатная система

Эта система также является некаталитической и включает рецептор, Gq-белок и фермент фосфолипазу С (ФЛС). Принцип активации α-субъединицы аналогичен предыдущему: связывание ГТФ, отсоединение от βγ-комплекса и активация ФЛС.

Фосфолипаза С гидролизует мембранный фосфатидилинозитол-4,5-бисфосфат (ФИФ₂) с образованием двух вторичных мессенджеров: диацилглицерола (ДАГ), остающегося в мембране, и инозитол-1,4,5-трифосфата (ИФ₃), поступающего в цитозоль.

Каталитические рецепторы: инсулин и ПНУФ

К каталитическим рецепторам относятся рецептор инсулина и рецептор предсердного натрийуретического фактора (ПНУФ). Инсулиновый рецептор представляет собой тетрамер из двух α- и двух β-субъединиц; β-субъединицы обладают тирозинкиназной активностью.

При связывании инсулина с α-субъединицами β-субъединицы аутофосфорилируют остатки тирозина, а также фосфорилируют IRS-белки (субстраты инсулинового рецептора). Эффекты сигнального каскада:

Гуанилатциклазная система работает для ПНУФ. Сам рецептор является гуанилатциклазой; при связывании лиганда катализируется превращение ГТФ в цГМФ. цГМФ активирует протеинкиназу G (аналог протеинкиназы А), фосфорилирующую белки-мишени.

Внутриклеточные рецепторы

Гидрофобные гормоны (например, кортизол и другие стероиды) свободно проходят через цитоплазматическую мембрану и связываются с внутриклеточными рецепторами. Гормон-рецепторный комплекс перемещается в ядро и взаимодействует со специфическими участками ДНК:

Изменение скорости синтеза белков приводит к перестройке метаболизма клетки. Этот путь характерен для стероидных и тиреоидных гормонов.

Выбор пути передачи сигнала и примеры гормонов

Тип используемой системы определяется физико-химическими свойствами гормона. Гидрофильные гормоны не проникают через липидный бислой и действуют через мембранные рецепторы (аденилатциклазная, инозитолфосфатная, каталитические системы). Гидрофобные гормоны проходят через мембрану и действуют через внутриклеточные рецепторы.

Ключевые моменты

Что-то непонятно? Спросите нейросеть

AI-тьютор прочитал конспект этого урока и объяснит тему простыми словами.

Ответ генерирует нейросеть — сверяйтесь с учебником.

Дополнительные темы биохимии — то, что не вошло в основной блок.

Малатный челночный механизм, обезвреживание этанола и ксенобиотиков, катаболизм гема, эффект Бора. На платформе — связки этих тем с клиникой и AI-тьютор для глубокого разбора.

малатный челнок · этанол · билирубин · эффект Бора · ксенобиотики
Методички
599 ₽/мес · за биохимию
Интерактивные методички, тесты и клинические задачи, интервальное повторение
Всё на платформе
3 600 ₽/мес · за биохимию
Всё из «Методичек» + видеоразборы и материалы к урокам
Максимум
5 400 ₽/мес · за биохимию
Всё + нейросеть для конспектов, голосовой AI-тьютор 50 мин в день, шпаргалки и Тренажёр Premium
Открыть демо возврат в течение 7 дней

«Пришла нулём по биохимии и анатомии в ноябре. Надеялась хоть как-то сдать. Благодаря школе — сдала оба экзамена!»

Л Лера · ЮУГМУ · Сдала экзамен
Следующий урок Биологические мембраны: строение, транспорт и передача сигнала

Кратко по теме в справочнике

Определения, ключевые факты и вопросы с экзамена — на одной странице.

Реквизиты: ИП Аулов Александр Андреевич · ИНН 772830395578 · ОГРНИП 319774600307273 · SechenovUniverskill@yandex.ru · Оферта · Политика конфиденциальности