Гормондор органдардагы ар кандай жөнгө салуучу механизмдерди жана зат алмашуу процесстерин бириктирүүчү элементтердин ролун аткарышат. Алар ар кандай органдарда жана борбордук нерв системасында пайда болгон сигналдардын берилишин камсыз кылуучу химиялык ортомчулардын ролун аткарышат. Клеткалар гормондорго башкача жооп беришет.
Аденилатциклаза системасы аркылуу элементтер максаттуу клеткадагы биохимиялык процесстердин ылдамдыгына таасир этет. Бул системаны майда-чүйдөсүнө чейин карап көрүңүз.
Физиологиялык эффект
Клеткалардын гормондордун таасирине жообу анын химиялык түзүлүшүнө, ошондой эле ал таасир эткен клетканын түрүнө жараша болот.
Канда гормондордун концентрациясы бир топ төмөн. Аденилатциклаза системасынын катышуусу менен ферменттин активдештирүү механизмин ишке киргизүү үчүн, аларды таанып, андан кийин рецепторлор менен - жогорку спецификалуулугу бар атайын белоктор менен байланыштыруу керек.
Физиологиялык эффект ар кандай факторлор менен аныкталат, мисалы, гормондун концентрациясы. Ал ылдамдыгы менен аныкталатнегизинен боордо пайда болгон ажыроо учурунда инактивация жана анын метаболиттер менен бирге чыгуу ылдамдыгы. Физиологиялык эффект гормондун алып жүрүүчү белокторго жакындыгынын даражасына жараша болот. Калкан сымал жана стероиддик элементтер белоктор менен бирге кан агымы боюнча кыймылдашат. Максаттуу клеткалардагы рецепторлордун саны жана түрү да аныктоочу факторлор.
Стимулдаштыруучу сигналдар
Гормондордун синтез жана секреция процесстери борбордук нерв системасына багытталган ички жана тышкы импульстар менен стимулдалат. Нейрондор бул сигналдарды гипоталамуска жеткирет. Бул жерде алардын эсебинен статиндердин жана либериндердин (пептиддерди чыгаруучу гормондор) синтези стимулдайт. Алар, өз кезегинде, гипофиздин алдыңкы бөлүгүндөгү элементтердин синтезин жана секрециясын ингибирлейт (басышат) же стимулдайт. Бул химиялык компоненттер үч гормондор деп аталат. Алар перифериялык эндокриндик бездердеги элементтердин өндүрүшүн жана секрециясын стимулдайт.
Гормондордун белгилери
Башка сигнал берүүчү молекулалар сыяктуу эле, бул элементтер бир катар жалпы өзгөчөлүктөргө ээ. Гормондор:
- Аларды клеткадан тышкаркы мейкиндикке чыгарган клеткалардан бөлүнүп чыгат.
- Энергия булагы катары колдонулбайт.
- Алар клеткалардын структуралык элементтери эмес.
- Кайсыл бир гормон үчүн спецификалык рецепторлору бар клеткалар менен белгилүү бир мамиле түзүү жөндөмүнө ээ.
- Жогорку биологиялык активдүүлүгү менен айырмаланат. Кичинекей концентрацияда да гормондор клеткаларга эффективдүү таасир этет.
Максаттуу уячалар
Алардын гормондор менен өз ара аракеттенүүсү атайын рецептордук белоктор тарабынан камсыз кылынат. Алар сырткы мембранада, цитоплазмада, ядролук мембранада жана башка органеллдерде кездешет.
Кандайдыр бир кабылдагыч белокто эки домен (сайт) бар. Алардын аркасында функциялар ишке ашырылат:
- Гормондорду таануу.
- Кабыл алынган импульстун клеткага трансформациясы жана берилиши.
Рецепторлордун өзгөчөлүктөрү
Белоктук домендердин биринде сигнал молекуласынын кандайдыр бир элементине комплементарлык (өз ара толуктоочу) участок бар. Ага рецептордун байланышы фермент-субстраттык комплекстин пайда болуу процессине окшош жана жакындык константасы менен аныкталат.
Кабылдагычтардын көбү азыр жакшы түшүнүлө элек. Бул алардын изоляциясынын жана тазаланышынын татаалдыгына, ошондой эле клеткалардагы рецепторлордун ар бир түрүнүн өтө төмөн болушуна байланыштуу. Бирок гормондордун рецепторлор менен өз ара аракеттенүүсү физикалык-химиялык мүнөздө экени белгилүү. алардын ортосунда гидрофобдук жана электростатикалык байланыштар түзүлөт.
Гормон менен рецептордун өз ара аракеттенүүсү акыркысында конформациялык өзгөрүүлөр менен коштолот. Натыйжада сигнал молекуласынын рецептор менен комплекси активдешет. Активдүү абалда болуу менен, ал келген сигналга белгилүү бир клетка ичиндеги реакцияны козгой алат. Рецепторлордун синтези же сигнал берүүчү молекулалар менен өз ара аракеттенүү жөндөмдүүлүгү бузулганда оорулар пайда болот - эндокриндик бузулуулар.
Алар төмөнкүлөргө байланыштуу болушу мүмкүн:
- Синтездин жетишсиздиги.
- Кабылдагыч белоктордун структурасындагы өзгөрүүлөр (генетикалык бузулуулар).
- Антителолор менен рецепторлорду бөгөттөө.
Өз ара аракеттенүү түрлөрү
Алар гормон молекуласынын түзүлүшүнө жараша айырмаланат. Эгерде ал липофилдүү болсо, анда ал максаттардын сырткы кабыкчасындагы липиддик катмардан өтө алат. Мисалы, стероиддик гормондор. Эгерде молекуланын чоңдугу олуттуу болсо, ал клетканын ичине кире албайт. Демек, липофилдик гормондордун рецепторлору буталардын ичинде, ал эми гидрофилдик гормондор үчүн - сыртта, сырткы мембранада жайгашкан.
Экинчи ортомчулар
Гидрофилдик молекулалардан гормоналдык сигналга жооп алуу импульстарды өткөрүүнүн клетка ичиндеги механизми менен камсыз кылынат. Ал экинчи ортомчулар деп аталгандар аркылуу иштейт. Ал эми гормондордун молекулалары формасы боюнча бир топ түрдүү.
Циклдик нуклеотиддер (cGMP жана cAMP), кальмодулин (кальцийди байланыштыруучу белок), кальций иондору, инозитолтрифосфат, циклдик нуклеотиддердин синтезине жана белоктун фосфорлануусуна катышкан ферменттер "экинчи кабарчы"ролун аткарышат.
Гормондордун аденилатциклаза системасы аркылуу аракети
Сигнал элементтеринен максаттуу клеткаларга импульс берүүнүн 2 негизги жолу бар:
- Аденилат цеклаза (гуанилатциклаза) системасы.
- Фосфоинозид механизми.
Гормондордун аденилатциклаза системасы аркылуу иштөө схемасы төмөнкүлөрдү камтыйт: G протеин, протеинкиназалар,рецептордук белок, гуанозин трифосфат, аденилатцеклаза ферменти. Бул заттардан тышкары АТФ да системанын нормалдуу иштеши үчүн зарыл.
Клетка мембранасына GTP жана аденилатциклаза жайгашкан рецептор, G протеин кирет. Бул элементтер диссоциацияланган абалда. Сигнал молекуласы менен рецептордук белоктун комплекси пайда болгондон кийин G протеининин конформациясы өзгөрөт. Натыйжада, анын бөлүмчөлөрүнүн бири GTP менен өз ара аракеттенүү мүмкүнчүлүгүнө ээ болот.
Түзүлгөн "G протеин + GTP" комплекси аденилатциклазаны активдештирет. Ал өз кезегинде ATP молекулаларын cAMPге айланта баштайт. Ал спецификалык ферменттерди - протеин киназаларды активдештирүүгө жөндөмдүү. Ушундан улам АТФтин катышуусу менен түрдүү белок молекулаларынын фосфорлануу реакциялары катализделет. Белоктордун курамына ошол эле учурда фосфор кислотасынын калдыктары кирет.
Аденилатциклаза системасындагы гормондордун аракетинин механизминен улам фосфорланган белоктун активдүүлүгү өзгөрөт. Ар кандай типтеги клеткаларда ар кандай функционалдык активдүүлүктөгү белоктор: ядролук же мембраналык молекулалар, ошондой эле ферменттер жабыркайт. Фосфорлануунун натыйжасында белоктор функционалдык жактан активдүү же активдүү эмес болуп калышы мүмкүн.
Аденилатциклаза системасы: биохимия
Жогоруда сүрөттөлгөн өз ара аракеттешүүлөрдөн улам максаттагы биохимиялык процесстердин ылдамдыгы өзгөрөт.
Аденилатциклаза системасынын активдешүүсүнүн анчалык деле узак эместиги жөнүндө айтуу керек. Кыскасы фермент менен байланышкандан кийин G протеининин болушуна байланыштууGTPase активдүүлүгү пайда боло баштайт. GTP гидролизинен кийин конформацияны калыбына келтирет жана аденилатциклазага таасирин тийгизбей калат. Бул cAMP пайда болуу реакциясынын токтотулушуна алып келет.
Тыюу
Аденилатциклаза системасынын схемасынын тике катышуучуларынан тышкары, кээ бир объекттерде G молекулалары менен байланышкан рецепторлор бар, бул ферменттин ингибициясына алып келет. Аденилацетеклаза "GTP + G протеин" комплекси тарабынан ингибирленген.
CAMP өндүрүшү токтогондо, фосфорлануу дароо токтобойт. Молекулалар бар болгонго чейин протеин киназаларынын активдешүүсү улана берет. cAMP иш-аракетин токтотуу үчүн, клеткалар атайын энзим колдонушат - phosphodiesterase. Ал 3', 5'-цикло-АМФтен AMPге гидролизди катализдейт.
Фосфодиэстеразага бөгөт коюучу таасири бар кээ бир кошулмалар (мисалы, теофиллин, кофеин) цикло-АМФтин концентрациясын кармап турууга жана көбөйтүүгө жардам берет. Бул заттардын таасири астында аденилатциклаза мессенджер системасынын активдештирүү мөөнөтү. Башкача айтканда, гормондун аракети күчөйт.
Инозитол трифосфат
Аденилатциклаза сигналды өткөрүү системасынан тышкары дагы бир сигналды өткөрүү механизми бар. Ал кальций иондорун жана инозитол трифосфатты камтыйт. Акыркысы инозитол фосфатидинен (татаал липид) алынган зат.
Инозитолтрифосфат фосфолипаза "С" өзгөчө ферментинин таасири астында түзүлөт, ал клетка ичиндеги конформациялык өзгөрүүлөр учурунда активдешет.клетка мембранасынын рецептору.
Бул ферменттин аракетинен фосфатидил-инозитол-4,5-бисфосфат молекуласынын фосфоэфирдик байланышы гидролизденет. Натыйжада инозитол трифосфат жана диацилглицерол пайда болот. Алардын пайда болушу, өз кезегинде, клеткадагы иондоштурулган кальцийдин мазмунунун көбөйүшүнө алып келет. Бул ар кандай кальцийге көз каранды протеин молекулаларынын, анын ичинде протеин киназаларынын активдешине өбөлгө түзөт.
Бул учурда, аденилатциклаза системасынын ишке кириши сыяктуу эле, белоктун фосфорлануусу клетканын ичиндеги импульстарды өткөрүү этаптарынын бири катары иштейт. Ал гормондун таасирине клетканын физиологиялык жооп кайтаруусуна алып келет.
Туташуу элементи
Фосфоинозитиддик механизмдин иштешине атайын протеин, калмодулин катышат. Анын курамынын үчтөн бир бөлүгү терс заряддуу аминокислоталардан (Asp, Glu) түзүлөт. Бул жагынан ал Ca+2ди активдүү байланыштыра алат.
Бир калмодулин молекуласында 4 байланыш жери бар. Са+2 менен өз ара аракеттенүүнүн натыйжасында калмодулин молекуласында конформациялык өзгөрүүлөр башталат. Натыйжада Са+2-кальмодулин комплекси көптөгөн ферменттердин: фосфодиэстеразанын, аденилатциклазанын, Са+2, Mg+2 – АТФазанын, ошондой эле ар кандай протеинкиназалардын активдүүлүгүн жөнгө салуу жөндөмүнө ээ болот.
Нюанстар
Ар кайсы клеткаларда бир ферменттин изоферменттерине (мисалы, ар кандай типтеги аденилатциклазага) Са+2-кальмодулин комплексинин таасири астында бир учурда активдешүү байкалат, экинчисинде - cAMP түзүлүшү бөгөт коюу. Бул изоферменттеги аллостердик борборлор менен шартталганар кандай аминокислота радикалдарын камтышы мүмкүн. Демек, комплекстин таасирине алардын реакциясы башкача болот.
Кошумча
Көрүп тургандай, «экинчи кабарчылар» аденилатциклаза системасына жана жогоруда айтылган процесстерге катышат. Фосфоинозитид механизми иштегенде, алар:
- Циклдик нуклеотиддер. Аденилатциклаза системасындагыдай эле, алар c-GMP жана c-AMP.
- Кальций иондору.
- Са-кальмодулин комплекси.
- Диацилглицерол.
- Инозитол трифосфат. Бул элемент аденилатциклаза системасында сигналды өткөрүүгө да катышат.
Жогорудагы медиаторлорду камтыган максаттардын ичиндеги гормон молекулаларынан сигнал берүү механизмдери бир нече жалпы өзгөчөлүктөргө ээ:
- Маалымат берүүнүн этаптарынын бири белоктун фосфорлануу процесси.
- Активдөө атайын механизмдердин таасири астында токтойт. Аларды процесстин катышуучулары өздөрү ишке киргизет (терс жооп кайтаруу механизмдеринин таасири астында).
Тыянак
Гормондор организмдеги физиологиялык функциялардын негизги гуморалдык жөнгө салуучу ролун аткарат. Алар ички секреция бездеринде же белгилүү бир эндокриндик клеткалар тарабынан өндүрүлөт. Гормондор лимфага, канга бөлүнүп, максаттуу клеткаларга алыстан (эндокриндик) таасирин тийгизет.
Учурда бул молекулалардын касиеттерижакшы окуган. Алардын биосинтез процесстери, ошондой эле организмге таасир этүүнүн негизги механизмдери белгилүү. Бирок гормондор менен башка кошулмалардын өз ара аракеттенүү өзгөчөлүктөрүнө байланыштуу дагы эле көптөгөн ачыла элек сырлар бар.
