Кальція активація АТФази - Довідник хіміка 21
Хімія та хімічна технологія
Кальція активація АТФази
Ряд білків (ефекторів) здійснює свої функції внаслідок фосфорилювання цАМФ-залежними протеїнкіназами. Молекула протеїнкінази складається з двох субодиниць регуляторної та каталітичної. цАМФ зв'язується з регуляторною субодиницею, після чого відбуваються відділення каталітичної субодиниці та фосфорилювання відповідного білка. З іншого боку, цАМФ часто використовується у клітині для активації іншого вторинного месенджера – іонів Са+. Так, адреналін призводить до підвищення концентрації в клітині міокарда цАМФ, яка відкриває кальцієвий канал, а вхід до міоциту Са-+ посилює скорочення серцевої м'язи. Аналогічний механізм виявлено в ряді м'язових клітин, секреторних і нервових клітинах. Роль кальцію як внутрішньоклітинного регулятора була описана в 1883 англійським фізіологом і медиком С. Рінгером. Він виявив, що Са + необхідний скорочення м'язової тканини. В даний час Са + визнаний універсальним вторинним месенджером, що бере участь практично у всіх регуляторних процесах - від м'язового скорочення та нервового проведення до передачі мітогенного стимулу в клітинах імунної системи. Низька концентрація у клітині Са+ підтримується низькою проникністю біомембран для цього іона та постійною роботою Са-АТФаз (див. гл. III. 2.2). Різка зміна в клітині концентрації Са+ відбувається за рахунок спеціальних кальцієвих каналів, які у відповідь на відповідний стимул (деполяризація, зміна концентрації Са+ і т.д., див. гл. III.3), відкриваються та вивільняють Са+ із позаклітинного простору або з внутрішньоклітинних депо, якими служать цистерни ендоплазматичного ретикулуму та іноді мембрани мітохондрій. Різко збільшити проникність мембран для Са+у відповідь зовнішній стимул може як цАМФ (очевидно, з допомогою фосфолірування певної субодиниці кальцієвого каналу), а й гідроліз мембранних ліпідів (рис. 51).[c.147]
Особливий інтерес представляє проблема залучення Ка, К-АТФази до загальних шляхів передачі сигналу в клітині, а також її фосфорилювання протеїнкіназами та взаємодія з внутрішньоклітинними білками (див. розділ 2). Встановлено, що а-субодиниця ферменту є мішенню для сАМР-залежної протеїнкінази (протеїнкінази А) і фосфоліпідзалежної протеїнкінази С та іонів кальцію. Суперечливі дані (інгібування, активація, відсутність ефекту) про характер впливу[c.49]>
Кальцій – єдиний універсальний вторинний месенджер клітин тварин та рослин. Інші вторинні месенджери - цАМФ, инозиттрисфосфат і діацилгліцерин - функціонують, мабуть, переважно в клітинах тварин. Найбільш поширеним рецептором для Са+ у більшості клітин є низькомолекулярний білок кальмодулін Км). Цей білок не зазнав істотних змін у ході еволюції, тому фізико-хімічні властивості Км, виділеного із різних джерел, практично ідентичні. Кальмодулін містить чотири Са-зв'язувальні ділянки з константами дисоціації Кс1) від 4 до 20 мкМ. В результаті зв'язування Са+ відбувається зміна конформації білка (див. Розд. 2.2) та його активація. Після цього комплекс Км-Са зв'язується з білками-мішенями, у тому числі мембранними, стимулюючи (аденилатциклаза, (2а-АТФази плазматичної мембрани, кіназа фосфорилази, фосфоліпаза Аг, цАМФ-фосфодіестераза) або інгібіруя (15- їх активність.[c.10]
Na/a-обмін може забезпечувати як вхід Са + в клітину, так і його викид в міжклітинний простірзалежно від потенціалу на мембрані та співвідношення градієнтів Na та Са+. Так, у цитоплазмі збудженої клітини концентрація вільного кальцію в середньому збільшується від 0,1 до 1 мкмоль/л і трансмембранний Ес згідно рівняння Нернста (див. гл. 3), зменшується приблизно на 30 мВ, що створює умови для активації викиду Са + із клітини. З цих даних, проте, випливає, що два різноспрямованих обмінних потоку є повністю симетричні процеси. Виявилося, що в ряді органів і тканин, включаючи серце, обмін катіонів суттєво активується у присутності АТФ з боку цитоплазматичної мембрани. За допомогою аналога АТФ-[у-5]АТФ, в якому кисень термінального фосфату замінений сіркою і який з цієї причини є субстратом протеїнкіназ, але не АТФаз, показано чотириразове прискорення процесу Na/Са-обміну в гігантських аксонах кальмара (R. DiPolo , L. Beauge, 1987). Таким чином, цей процес може бути схильний до надзвичайно тонкої регуляції, опосередкованої протеїнкіназними реакціями фосфорилювання та дефосфорилювання самого переносника або сусіднього мінорного білка.[c.44]
Дивитися сторінки, де згадується термінКальція активація АТФази :[c.186] [c.148] [c.24] Біохімія мембран Біоенергетика Мембранні перетворювачі енергії (1989) - [c. 218 ]