Опишите сигнальные пути ниже гетеротримерных G-белков Gs, Gi и Gq сочинение пример

ООО "Сочинения-Про"

Ежедневно 8:00–20:00

Санкт-Петербург

Ленинский проспект, 140Ж

magbo system

Сочинение на тему Опишите сигнальные пути ниже гетеротримерных G-белков Gs, Gi и Gq

Как человеческое существо, наше тело постоянно подвергается изменениям и изменениям из-за колебаний как нашей внешней, так и внутренней среды. Следовательно, существует постоянная потребность в адаптации к этим изменениям, чтобы сохранить клетки живыми и эффективными весь наш организм. Набор структур, называемых G-белками, играет важную роль, чтобы помочь организму адаптироваться к упомянутым колебаниям.

G-белки представляют собой семейство мембранных белков, мономерных или гетеротримерных, которые связаны с внутренней поверхностью клеточной мембраны. Они могут быть описаны как мост, который связывает мембранный рецептор и клеточный эффектор, поскольку они действуют как сигнальные преобразователи, которые передают сигналы от различных гормонов, нейротрансмиттеров, хемокинов, аутокринных и паракринных факторов [1] к клетке через вторичных мессенджеров, таких как циклический AMP или IP3. Они действительно взаимодействуют с множеством клеточных белков, включая ионные каналы, их соответствующие рецепторы, связанные с G-белком, также известные как GCPRs, аррестины и киназы.

Гетеротримерные G-белки состоят из трех (-три-) разных (гетеро-) субъединиц, как следует из их названия: альфа (Ga), самая большая из которых содержит сайт, позволяющий конвертировать GTP в ВВП, чтобы дать возможность обновление цикла G-белка, субъединиц бета (Gß) и гамма (G?), каждая из которых имеет разный аминокислотный состав [2] и, следовательно, разную структуру. Когда GDP связывает альфа-субъединицу, эта субъединица остается связанной с бета- и гамма-субъединицами, образуя неактивный белок куркумы [3].

Когда агонист связывает GPCR, он вызывает конформационное изменение, которое передается G-белку, активируя этот последний, заменяя GDP (эквивалент ADP) GTP (эквивалент ATP). Высвобождение молекулы GDP заставляет альфа-субъединицу диссоциировать от комплекса бета-гамма-димер и становиться «активным». Он активируется для передачи сигнала через различные ферменты, такие как фосфолипаза С и аденилатциклаза. Ss? димерный комплекс не прикреплен к мембране и может мигрировать вокруг клеточной мембраны вдали от субъединицы, оставаясь при этом на цитоплазматической стороне этой последней из-за своей гидрофобной природы. Этот процесс останавливается только при гидролизе GTP до ВВП, вызывая альфа-субъединицу и β? димер для повторной сборки и возврата к его тримерной конфигурации, которая является «неактивной». Это происходит после удаления лиганда или сигнальной молекулы из GCPR [4].

Как мы знаем сегодня, существует много различных видов гетеротримерных G-белков, с примерно 20 известными типами единиц Ga. Несмотря на их различия, все они действуют как биомедицинские переключатели, которые влияют на ионные каналы или скорость производства вторичных мессенджеров. Это белки, которые посредством ряда событий, называемых сигнальным каскадом, контролируют концентрации вторичных мессенджеров внутри клеток. Эти 20 типов подразделяются на 4 семейства G-белков: семейства Gi, GS, Gq и G12 / 13 [5], которые составляют большинство G-белков, обнаруживаемых в клетках млекопитающих. Каждый из них инициирует уникальный нисходящий путь передачи сигналов, поскольку комбинации трех субъединиц, составляющих гетеротример, различны. В этом эссе мы сосредоточимся только на первых трех категориях: Gs, GI и Gq.

Альфред Дж. Гилман и его коллеги использовали биохимические и генетические методы для идентификации первого G-белка после открытия Мартином Родбеллом и его сотрудниками связи между рецептором гормона и усилителем [6]. Первый G-белок, идентифицированный как Gs, который, как было установлено, активирует и стимулирует выработку молекул аденилатциклазы. Он катализирует превращение АТФ в циклический АМФ (цАМФ), второй мессенджер. Затем цАМФ связывает протеинкиназу А.

Вскоре после этого открытия был обнаружен белок Gi, который, как было установлено, ингибирует действие белка Gs, тем самым снижая выработку аденилатциклазы. Внутри клетки цАМФ связывается с другими белками, такими как ионные каналы, чтобы изменить клеточную активность. Белок Gq немного отличается от двух других в том, что он вовлечен в систему инозита, а не в систему лагеря.

Как упоминалось ранее, цАМФ связывается с протеинкиназой А. Протеинкиназа А представляет собой гетеротетрамер, состоящий из двух типов субъединиц: каталитической и регуляторной, активность которой зависит от концентрации цАМФ. Действительно, когда концентрация цАМФ высока, цАМФ связывается с активными центрами протеинкиназы, вызывая конформационное изменение, которое позволяет протеинкиназе А высвобождать свободные каталитические субъединицы, которые могут катализировать фосфорилирование остатков треонина и серина в целевых белках. С другой стороны, когда концентрации цАМФ низкие, протеинкиназа неактивна, поскольку цАМФ не может с ней связываться и поэтому остается связанным с димером регуляторных субъединиц, неспособным высвобождать свободные каталитические субъединицы. Эта сигнальная последовательность в конечном итоге прекращается под действием фосфодиэстеразы, фермента, который превращает цАМФ в АМФ.

В упражнении с человеком четко проиллюстрирована важность белка Gs. Во время насыщенного состояния, когда глюкозы в избытке, скелетные мышцы работают, чтобы преобразовать эту молекулу в большие молекулы полисахарида для накопления энергии, когда это потребуется. Во время тренировок организм жаждет АТФ, поэтому этот гликоген снова расщепляется до глюкозы, которая затем проходит гликолиз, чтобы удовлетворить тягу мышц к АТФ, а затем вызывает сокращение мышц. Действительно, во время упражнений симпатическая нервная система активируется, и химические сигналы, такие как адреналин, выделяемый мозговым веществом надпочечников, увеличивают кровообращение в организме, тем самым повышая уровень метаболизма. Повышенные уровни адреналина в системе вызывают активацию β-адренергических рецепторов, специфического типа адренергических рецепторов на мышечной мембране, связанных с Gs-белками. После активации этих рецепторов GTP-связывающий белок диссоциирует, что приводит к активации аденилатциклазы, которая затем приводит к более высоким концентрациям Camp. цАМФ активирует протеинкиназу А, которая затем активирует гликогенфосфорилазу, фермент, который способствует биологическому ответу расщепления гликогена на глюкозу, которая высвобождает АТФ, необходимый для сокращения мышц. Затем становится ясно, что активация белка Gs, а точнее продуцирование второго мессенджера, важна для того, чтобы люди могли повысить свою мобильность.

Видя, что вторые посланники являются ключом к человеческой мобильности, важно, чтобы они постоянно регулировались, чтобы мышцы реагировали только тогда, когда их об этом просят. В противоположность Gs-белкам Gi-белки здесь ингибируют продукцию аденилатциклазы, вызывая снижение внутриклеточной концентрации цАМФ. Этот эффект заметен, когда ацетилхолин связывается с мускариновым M2 AChR GCPR, как только он связывается, связанный белок G активируется и β? Комплекс отделяется от субъединицы, благодаря чему он может свободно открываться или взаимодействовать с калиевыми каналами сердца. Это механизм, используемый парасимпатической нервной системой для замедления сердечного ритма, поскольку он заставляет ионы калия вытекать из клеток и, следовательно, клетки становятся менее возбудимыми.

Мы можем утверждать, что белки Gq отличаются от двух других типов, Gs и Gi, так как они в основном используют инозитолфосфатную систему, а не систему цАМФ. Тем не менее мы можем увидеть сходство между различными типами. Действительно, подобно Gs-белкам, Gq-белки играют важную роль в реакции организма на опасность. Рецепторы Gqa1, связанные с катехоламинами, вызывают сужение кровеносных сосудов кожи. Обнаружено, что Gq-белки регулируют связанные с плазматической мембраной ферменты фосфолипазу C-β (PLCß) [7].
Эти ферменты чаще всего активируются GPCR и гетеротримерными G-белками либо путем высвобождения α-субъединиц семья Gq или ß? димеры от активированных членов семьи Ги. Например, ацетилхолин связывается с GPCR, присутствующими в поджелудочной железе, индуцируя секрецию амилазы по пути Gq, тогда как вазопрессин нацелен на GPCR в печени, что в конечном итоге приводит к расщеплению гликогена. При гидролизе фосфодиэфирной связи фосфатидилинозитол-4,5-бисфосфата (PIP2) липида плазматической мембраны образуется диацилглицерин (DAG) второго мессенджера и 1,4,5-трисфосфат (IP3) инозита. Они функционируют как внутриклеточные медиаторы, и оба имеют разные сигнальные пути, где они действуют как вторичные мессенджеры для достижения разных эффектов [8].

Действительно, IP3 – это водорастворимая молекула, способная диффундировать через цитоплазму и связываться со своим специфическим рецептором, чтобы мобилизовать Ca2 + из хранилища в эндоплазматической сети [9]. Он инициирует отток ионов Са2 +, увеличивая его концентрацию, что приводит к ряду различных физиологических реакций, таких как секреция гормонов или сокращение гладкой и сердечной мышцы. DAG, с другой стороны, образуется при гидролизе фосфатидилинозитола – гидрофобной молекулы и удерживается в мембране при получении IP3. Как и многие другие мембранные липиды, DAG способен диффундировать в плоскости мембраны. При этом он прогрессирует, чтобы активировать фермент протеинкиназу С (РКС). PKC функционируют аналогично PKA, но фосфорилируют гидроксильные группы на целевых белках, таких как серин и треонин. Они способны генерировать различные физиологические реакции, такие как увеличение скорости транскрипции ДНК или активации рецепторов.

На протяжении всего этого эссе мы видели, что G-белки, в нашем случае Gs, Gi и Gq белки, играют решающую роль во многих процессах человеческой системы. Они действительно играют важную роль в качестве промежуточного звена между активацией мембранного рецептора и внутриклеточным ответом, который в конечном итоге приведет к физиологическому ответу. Эти G-белки позволяют нам избежать и пережить опасности в повседневной жизни и контролировать даже более мелкие ионные процессы в организме, такие как регуляция ионов Ca2 +.

Зарегистрируйся, чтобы продолжить изучение работы

    Поделиться сочинением
    Ещё сочинения
    Нет времени делать работу? Закажите!

    Отправляя форму, вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности и обработкой ваших персональных данных.