Параграф 97 ионы кальция как второй посредник

Автор текста Анисимова Е.С.
Авторские права защищены. Продавать текст нельзя.
Курсив не зубрить, но читать.

Замечания можно присылать по почте: exam_bch@mail.ru
https://vk.com/bch_5

См. сначала п.92, 93, 95.

Параграф 97:
«Ионы КАЛЬЦИЯ как второй посредник,
вторые посредники из ФОСФОТИДИЛ/ИНОЗИТОЛА».

Содержание параграфа:

1. Ионы кальция как второй посредник
2. Как увеличивается [Са2+] в гиалоплазме.
3. Активация  ФосфоЛипазы С.
4. Есть гормоны, которые снижают [Са++] в гиалоплазме.
5. Как [Са++] снижается в гиалоплазме после повышения?
6. Второй посредник ДАГ: ДиАцилГлицерол.
7. Второй посредник ФИФ3.
8. Ингибиторные нейротрансмиттеры.
9. G белки.

1. Ионы кальция как второй посредник

Ионы кальция (Са2+) относятся ко вторым посредникам,
то есть низкомолекулярным веществам, которые участвуют в передачи сигнала от гормонов к эффекторным белкам.

(В качестве второго посредника) ионы кальция
действуют в комплексе с белком,
который называется кальмодулином.
Ca2+ можно считать активатором кальмодулина,
кальмодулин можно считать внутриклеточным рецептором ионов кальция.

Комплекс ионов кальция с кальмодулином
действует на протеинкиназы,
которые называются кальмодулиновыми протеин/киназами (обозначаются КМ-ПК).

Активированные КМ-ПК

фосфорилируют определенные белки,
изменяя их конформацию и вследствие этого активность
– в результате изменяется скорость осуществляемых ими процессов,
то есть возникает клеточный ответ и эффект гормона.

Са2+ (вместе с КМ, через КМ-ПК)
увеличивает активность многих ферментов (п.114),
активность которых нужна организму в состоянии СТРЕССА,
в том числе ферментов, участвующих в образовании АТФ и глюкозы:
ферментов ЦТК и ДЦ,
фосфорилазу гликогена,
триглицерид/липазу, ФЛ А2 и др..

2. Как увеличивается [Са2+] в гиалоплазме.

Концентрация ионов кальция в гиалоплазме меньше,
чем в полости ЭПС и во внеклеточной среде.

Увеличение [Ca2+] в гиалоплазме происходит
за счет поступления ионов кальция из ЭПС
и из внеклеточной среды через кальциевые каналы,
когда каналы открываются.

Открываются кальциевые каналы при
при связывании с ними вещества,
которое называется инозитол/трис-фосфатом (ИФ3) –

ИФ3 тоже относится ко вторым посредникам.
Таким образом, для увеличения [Са2+] в гиалоплазме нужен ИФ3.

Второй посредник ИФ3 образуется
под действием фермента фосфолипаза С (ФЛ С) из вещества ФИФ2 при его расщеплении.
Таким образом, для увеличения [Са2+] нужно активировать ФЛ С.

Фосфолипаза С
расщепляет ФИФ2 (фосфоТИДИЛ/инозитол/бис/фосфат) на два вещества:
ИФ3 и ДиАцилГлицерин (ДАГ).
(ДАГ тоже является вторым посредником).

ФИФ2
ФИФ2 образуется из мембранного липида фосфотидил/инозитола (ФИ; п.40, 52)
при присоединении к ФИ двух фосфатов.
Источниками двух фосфатов являются 2 молекулы АТФ,
катализаторы фосфорилирования ФИ называются киназами (фосфоинозитид/киназами, липидкиназами):
фермент ФИ-киназа превращает ФИ в ФИФ, присоединяя фосфата к ФИ,
фермент ФИФ-киназа превращает ФИФ в ФИФ2, присоединяя фосфат к ФИФ.

3. АКТИВАЦИЯ  ФосфоЛипазы С.

ФЛ С может активировать двумя путями:
1) Gq белком и
2) фосфорилированием тирозин/киназами (ТК).

Gq белок активирует ФЛ С
при действии на Gq-белок
комплексов ряда рецепторов с такими гормонами, как:
норадреналин и адреналин (через ;1-рецепторы),
ангиотензин,
вазопрессин (через V1-рецепторы),
либерины и тропины,
эйкозаноиды ПГ F2;, Тх А2, ЛТ С4 и ЛТ Д4 (п.109).

Все перечисленные гормоны, кроме либеринов и тропинов,
способны сужать сосуды,
то есть являются вазоконстрикторами,
и способны повышать АД.

Тирозинкиназы активируют ФЛ С
при активации тирозинкиназ такими гормонами, как
ФРК, цитокины (через их рецепторы).

Кальций/зависимые гормоны.

Все перечисленные гормоны,
которые активируют ФЛ С через Gq-белок или через тирозинкиназы,
увеличивают [Са2+] в гиалоплазме,
поэтому их называют кальций/зависимыми гормонами.

4. Есть гормоны, которые снижают [Са++] в гиалоплазме.

Снижение [Са++] приводит
к снижению активности клетки,
и поэтому является одним из механизмов
действия ингибиторных нейромедиаторов (далее).

Прекращение увеличения [Са++] достигается за счет:
закрытия каналов при действии на них Gi-белка.

5. Как [Са++] снижается в гиалоплазме после повышения?

Са++ транспортируются из гиалоплазмы
в полость ЭПС и на внешнюю поверхность ЦПМ
белками, которые называются кальциевыми АТФ-азами.
А также натрий-кальциевым обменником (но он может в обоих направлениях таснпортировать).
Са++-АТФ-азы расщепляют АТФ для получения энергии для транспорта ионов кальция против градиента ионов кальция.

[Ca++] в следующий момент времени
зависит от того, откроются кальциевые каналы или нет.
Они откроются, если появится ИФ3 (при активности ФЛ С),
и закроются, если будет активирован Gi-белок, закрывающий каналы.
Кроме кальциевых каналов, которые открываются под действием ИФ3,
существуют каналы, которые открываются
при изменении заряда мембраны –
такие каналы называются потенциал/зависимыми (то есть зависимыми от заряда мембраны).
Такие каналы активируются кальцитриолом – п.114.

6. Второй посредник ДАГ: ДиАцилГлицерол.

Кроме ИФ3, ФЛ С образует ДАГ (из ФИФ2 при его расщеплении).
ДАГ регулирует активность ПК С,
ПК С фосфорилирует белки и изменяет их активность.

7. Второй посредник ФИФ3

Кроме ФЛ С, на ФИФ2 действует другой фермент,
который присоединяет к ФИФ2 еще один фосфат, превращая ФИФ2 в ФИФ3.

Фермент синтеза ФИФ3 называется киназой ФИФ2 или ФИФ2-киназой.

Киназа ФИФ2 регулируется
1) G белком и
2) тирозин/киназами (как и ФЛ С)
и гормонами, влияющими на активность этого G белка и ТК.
Пример гормона, под действием которого в клетке появляется ФИФ3,
это инсулин (см. п. 102).               

8. Ингибиторные нейротрансмиттеры.

Это гормоны, которые снижают активность нейронов.
В п.95 и 97 говорилось, что
снижение активности клеток происходит
при снижении [цАМФ] и [Ca++];
снижение концентрации этих вторых посредников приводит к тому, что
не работают ПК А и КМ-ПК
и этими ПК не фосфорилируются и не активируются те белки,
работа которых могла бы привести к активации клеток.

Причиной снижения концентрации [цАМФ] и [Ca++] является

прекращение синтеза цАМФ и транспорта Са++ в клетку
за счёт инактивации ферментов АЦ и ФЛ С
под действием Gi белков,
а также закрытие кальциевых каналов под действием Gi белков.

Кроме снижения [цАМФ] и [Ca++],
снижению активности клетки способствует

открытие калиевых каналов (п.110),
т.к. оно приводит к выходу ионов калия из клетки
и возникновению гиперполяризации.

Снижение активности ФЛ С приводит также
к снижению концентрации ДАГ и активности ПК С.

9. G белки.

G-белки – это ГТФ-зависимые белки, то есть белки, которые регулируются ГТФ.
Среди G-белков есть:
1) регуляторы синтеза белка (факторы инициации и элонгации),
2) мембранные G белки:
это Gs, Gi, Gt, Gq,
которые передают сигнал от HR-комплексов
к ферментам (АЦ, ФЛ С, ФДЭ)
или к ионным каналам,
3) малые G-белки, примером которых является белок Ras – п. 98.