modyfikacje kowalencyjne =)
1. bierne
poprzez zmiany stężenia substratu (cała kinetyka :P)
2. aktywne
- nieodwracalna proteoliza (chymotrypsyna, trypsyna, pepsyna etc.)
- odwracalna gł. fosforylacja/defosforylacja (i na tym się skupimy :P)
inne o charakterze stałym: glikozylacja, hydroksylacja, acylacja kw. tłuszczowymi warunkująca określone właściwości strukturalne nowo syntetyzowanych białek
Modyfikacje zaangażowane w regulację f-cji białek: metylacja, ADP-rybolyzacja, fosforylacja, defosforylacja
fosforylacja/defosforylacja
cechy:
- nie wszystkie białka ulęgają tej modyfikacji
- spośród wielu grup – OH dostępnych na powierzchni białka tylko pojedyncze lub nieliczne są modyfikowane
- oprócz sprawności katalitycznej fosforylacja moduluje powinowactwo do substratu, wewnątrzkomórkową lokalizację i regulacje przez ligandy allosteryczne
- wiele białek może być fosforylowanych w różnych m-cach
- wiele białek może być regulowanych przez fosforylację i defosforylację i wiązanie allosterycznych ligandów
- fosforylacja i defosforylacja każdego miejsca może być katalizowana przez różne kinazy i fosfatazy
- fosforylację białek katalizują kinazy białek, defosforylację – fosfatazy
- kinazy i fosfatazy modyfikują zwykle więcej niż jedno białko
- kinazy i fosfatazy same ulegają przekształceniu z formy aktywnej i odwrotnie w wyniku wiązania przekaźników wtórnych lub kowalencyjnej modyfikacji
- regulacja aktywności fosforylacji i defosforylacji obejmuje wiele białek oraz ATP i jest bezpośrednio kontrolowana przez układ hormonalny i nerwowy
- niektóre nieaktywne białka enzymatyczne są aktywowane z udziałem kinaz białkowych (2 klasy: I Ser/Thr, II Tyr)
- źródłem reszt fosforanowych jest ATP a miejscem wiązania są gr. –OH Set Thr i Tyr
- defosforylacja poprzez hydrolizę przeprowadzona jest przez fosfatazę białkową, która inaktywuje enzym
mechanizm:
związanie niektórych hormonów gł. insuliny nadaje receptorowi błonowemu aktywność kinazy białkowej -> receptor katalityczny. Związanie takiego hormonu prowadzi do fosforylacji samego receptora i niektórych białek wewnątrzkomórkowych.
Receptor błonowy współdziała z cyklazą adenylanową lub z fosfolipazą C oraz z białkiem G (integralne części błony komórkowej). Wysyłają one sygnał do wnętrza komórki za pośrednictwem wtórnego przekaźnika np. cAMP
W powstawaniu przekaźników wtórnych uczestniczy białko G – pełni funkcję pośrednika między błonowym kompleksem hormon-receptor a enzymami generującymi wtórne przekaźniki.
System wtórnych przekaźników służy do amplifikacji – zwielokrotnienia sygnału.
Białko G ma 3 podjednostki. Jedna z nich, podjednostka a uwalnia się z receptora i przemieszcza w obrębie błony i wiąże się z cyklazą adenylanową i przekształca ten enzym w postać aktywną – zdolność enzymu do pobudzania lub hamowania cyklazy adenylanowej zależy od typu białka G, które zwiąże się z receptorem.
è Gs pobudza cyklazę adenylanową
è Gi hamuje cyklazę adenylanową
Zaktywowana cyklaza adenylanowa przekształca ATP w cAMP, który z kolei aktywuje kinazę białkową A.
Nieaktywna kinaza składa się z czterech podjednostek. Cztery cząsteczki cAMP reagują z dwiema podjednostkami regulacyjnymi uwalniając dwie podjednostki katalityczne spod hamującego działania ww. podjednostek regulacyjnych.
Aktywna kinaza białkowa A fosforyluje białka enzymatyczne modyfikując ich aktywność katalityczną.
Swoiste fosfatazy defosforylują białka enzymatyczne. Nie działają one na ufosforylowane białka dopóki obecny jest cAMP.
Rozkład cAMP przez fosfodiestrazę uaktywnia fosfatazy. Kofeina, teofilina hamują działanie fosfodiestraz.
Poprzez cAMP działa np. adrenalina, noradrenalina, parathormon, glukagon, kalcytonina
Przykład:
Związanie adrenaliny przez receptor błonowy powoduje aktywację cyklazy adenylanowej a w konsekwencji zwiększenie stężenia cAMP w komórce wątrobowej i aktywację kinazy białkowej A.
Kinaza białkowa A przekształca nieaktywną fosforylazę glikogenową a w aktywna fosforylazę glikogenową A.
Fosforylaza pobudza rozkład glikogenu na drodze fosforolizy.
Unieczynnienie fosforylazy zachodzi pod wpływem odpowiedniej fosfatazy.
N. (korzystałam z Harpera, Stryera i Bańkowskiego)
Vicky