Συζευγμένες πρωτεΐνες:Πώς αντιδρούν τα ανθρώπινα κύτταρα σε εξωτερικά σήματα και περαιτέρω επεξεργαστείτε τα
1. Λήψη σήματος:
- Οι συζευγμένες πρωτεΐνες βρίσκονται στη μεμβράνη πλάσματος του κυττάρου, όπου δρουν ως υποδοχείς για συγκεκριμένα εξωτερικά σήματα. Αυτά τα σήματα μπορεί να είναι ορμόνες, νευροδιαβιβαστές, αυξητικοί παράγοντες ή άλλα μόρια.
- Όταν ένα μόριο σηματοδότησης συνδέεται με την ειδική πρωτεΐνη του υποδοχέα, προκαλεί μια μεταβολή διαμόρφωσης στον υποδοχέα. Αυτή η αλλαγή ξεκινά τη διαδικασία μεταγωγής σήματος.
2. Μεταγωγή σήματος:
- Η μεταβολή της διαμόρφωσης στην πρωτεΐνη του υποδοχέα οδηγεί στην ενεργοποίηση άλλων πρωτεϊνών που σχετίζονται φυσικά με αυτό ή παρόν κοντά. Αυτές οι πρωτεΐνες ονομάζονται πρωτεΐνες G (πρωτεΐνες δέσμευσης νουκλεοτιδίων γουανίνης).
- Οι πρωτεΐνες G δρουν ως μορφοτροπείς σήματος με δέσμευση και υδροφωσφορική υδρολύοντας γουανοσίνης (GTP). Αυτή η υδρόλυση ενεργοποιεί έναν καταρράκτη ενδοκυτταρικών συμβάντων που ενισχύουν το σήμα.
3. Δεύτεροι αγγελιοφόροι:
- Η ενεργοποίηση των πρωτεϊνών G οδηγεί στην παραγωγή δεύτερων αγγελιοφόρων, τα οποία είναι μικρά μόρια που μπορούν να διαχέονται ταχέως μέσα στο κύτταρο.
- Οι συνήθεις δεύτεροι αγγελιοφόροι περιλαμβάνουν ιόντα ασβεστίου (CA2+), μονοφωσφορική κυκλική αδενοσίνη (CAMP) και ινοσιτόλη 1,4,5-τριφωσφορική (IP3). Αυτά τα μόρια μπορούν να ενεργοποιήσουν τις οδούς σηματοδότησης κατάντη.
4. Ενεργοποίηση ενζύμου και κυτταρική απόκριση:
- Οι δεύτεροι αγγελιοφόροι μπορούν να δεσμεύσουν και να ενεργοποιήσουν συγκεκριμένα ένζυμα εντός του κυττάρου. Αυτά τα ένζυμα καταλύουν τις βιοχημικές αντιδράσεις που οδηγούν σε μια ποικιλία κυτταρικών αποκρίσεων, όπως η γονιδιακή έκφραση, η πρωτεϊνική σύνθεση και οι αλλαγές στον μεταβολισμό των κυττάρων.
- Για παράδειγμα, στην περίπτωση της οδού σηματοδότησης CAMP, η ενεργοποίηση της αδενυλυλ κυκλάσης με πρωτεΐνη G οδηγεί στην παραγωγή CAMP. Το CAMP στη συνέχεια ενεργοποιεί την πρωτεϊνική κινάση Α (PKA), η οποία φωσφορυλιώνει διάφορες πρωτεΐνες -στόχους και ρυθμίζει τις δραστηριότητές τους για να προκαλέσει ειδικές κυτταρικές αποκρίσεις.
5. Τερματισμός σήματος:
- Για να αποφευχθεί η υπερβολική ή παρατεταμένη σηματοδότηση, τα συζευγμένα συστήματα πρωτεϊνών έχουν ενσωματωμένους μηχανισμούς για να τερματίσουν το σήμα.
- Αυτό μπορεί να περιλαμβάνει την απενεργοποίηση των υποδοχέων, την υδρόλυση των δεύτερων αγγελιοφόρων ή τη δράση των ρυθμιστικών πρωτεϊνών που απενεργοποιούν την οδό σηματοδότησης.
Συνολικά, οι συζευγμένες πρωτεΐνες είναι βασικά συστατικά των δικτύων κυτταρικής σηματοδότησης. Επιτρέπουν στα κύτταρα να ανιχνεύσουν εξωτερικά σήματα, να τα ενισχύουν μέσω των οδών μεταγωγής σήματος και να προκαλέσουν ειδικές κυτταρικές αποκρίσεις που επιτρέπουν στα κύτταρα να προσαρμόσουν και να ανταποκρίνονται στο περιβάλλον τους.
