Активация протеинкиназы С

• Повышение концентрации Са²⁺ в цитозоле клетки увеличивает скорость взаимодействия Са²⁺ с неактивным цитозольным ферментом протеинкиназой С (ПКС) и белком кальмо-дулином, таким образом сигнал, принятый рецептором клетки, раздваивается.
• Связывание протеинкиназы С с ионами кальция позволяет ферменту вступать в кальций-опосредованное взаимодействие с молекулами "кислого" фосфолипида мембраны, фосфатидилсерина (ФС). Диацилглицерол, занимая специфические центры в протеинкиназе С, ещё более увеличивает её сродство к ионам кальция.
• На внутренней стороне мембраны образуется ферментативный комплекс - [ПКС][Са²⁺] [ДАГ][ФС] - активная протеинкиназа С, фосфорилирующая специфические ферменты по серину и треонину.

Ион кальция служит посредником множества клеточных реакций, в том числе секреторных процессов и пролиферации .

Концентрация ионов кальция в межклеточной жидкости примерно 10^{-3 М, а в цитоплазме клеток около 10-7}М. Это обусловлено быстрым выводом кальция из клеток и поглощением его во внутриклеточных кальциевых депо. Обобщенную для разных типов клеток схему кальциевого обмена см на рис схема кальциевого обмена .

Выявлено два типа передачи сигнала при посредстве ионов кальция.

Первый из них осуществляется в электро-возбудимых, приимущественно нервных клетках. В них деполяризация плазматической мембраны вызывает поглощение нервным окончанием кальция через потенциал-зависимые кальциевые каналы что приводит к секреции нейромедиатора

Второй способ передачи сигнала при посредстве ионов кальция осуществляется практически во всех типах эукариотических клеток. При этом сигнальная молекула связывается с рецептором на поверхности клетки, что приводит к синтезу вторичных посредников , высвобождению ионов кальция из внутриклеточных депо , активации эффекторных ферментов и запуску кальций-опосредованных внутриклеточных реакций.

Кальмодулин- это широко распространенный белок, встречающийся в немышечных и гладкомышечных клетках, где он функционирует в качестве первичного внутриклеточного рецептора Ca ²⁺. Кальмодулин - очень консервативный белок, относящийся к суперсемейству Ca-связывающих белков , использующих один и тот же Ca-связывающий структурный домен . К этому семейству относятся также тропонин C , регуляторные легкие цепи миозина . В отличие от других членов семейства кальмодулин в ответ на кальциевый сигнал может связываться с множеством различных белков- мишеней и регулировать их активность. ).

Кальмодулин это консервативный одиночный полипептид, имеющий четыре высокоаффинных Са2+-связывающих центра. Кислый белок состоит из спиральной полипептидной цепи с -я Са2+-связывающими EF-hand. Сродство отдельных Са2+-связывающих участков 10-⁶-10-⁵М. Са2+ связывается кооперативно, так, что связывание первого Са2+ увеличивает сродство соседнего участка. Это делает белок чувствительным к малым изменениям Са2+. Аллостерическая активация кальмодулина кальцием аналогична активации А-киназы циклическим АМР. Отличие состоит в том, что комплекс Са2+-КМ сам по себе не обладает ферментативной активностью и действует, связываясь с другими белками. В некоторых случаях КМ служит постоянной регуляторной субъединицей ферментного комплекса (например, киназа фосфорилазы), но чаще всего связывание Са2+ ведет к присоединению КМ к различным белкам-мишеням, приводя к изменению их активности. Взаимодействуя с КМ, Ca2+ может изменять активность около 100 ферментов. К числу мишеней, регулируемых Са2+-КМ комплексом , относятся Са2+/КМ-зависимые протеинкиназы . В отсутствии связанного Ca2+ центральная спираль экранирована концевыми спиралями. Связывание Са2+ вызывает конформационные изменения, так, что происходит экспонирование гидрофобных участков терминальных и центральной спиралей. КМ связавший Са2+ связывается с высоким сродством с белком-мишенью (Kд ~10^-9 мол/л). Для образования комплекса центральные остатки соединительного района разматываются из альфа спирали чтобы образовать петлю (шарнир), который позволяет молекуле обернуться вокруг белка-мишени. N и C терминальные области сближаются друг с другом и их гидрофобные поверхности связываются с ним подобно двум рукам, удерживающим канат. Это способствует тому, что альфа спиральная последовательность мишени попадает в центр гидрофобного туннеля. Следствием этого является сильное изменение конформации белка-мишени. Как только концентрация Са2+ падает, комплекс диссоциирует, инактивируя белок.

Поиск по сайту: