Механизм действия пептидных гормонов

Пептидные гормоны не проникают внутрь клеток-мишеней и взаимодействуют с белковыми рецепторами, расположенными на их поверхности, в плазматической мембране.

Подавляющее большинство гормонов пептидной природы в результате связывания с рецепторным комплексом клеточной мембраны возбуждает активность аденилатциклазы, встроенной в ту же мембрану.

Возникающее при этом соединение - циклический аденозинмонофосфат является тем веществом, которое передает гормональный сигнал метаболическим системам клетки.

Гормоны (Г₁, Г₂) присоединяются к специфическим рецепторам мембраны (Р_1, Р₂).Это присоединение воздействует на мембранный фермент - аденилатциклазу, которая при этом активируется и за счет внутриклеточного АТФ синтезируется цАМФ. цАМФ,в свою очередь, является активатором другого фермента - протеинкиназы. Эта активация осуществляется путем присоединения цАМФ к регуляторной субъединице фермента Р, что приводит к освобождению каталитической субъединицы К. Активированная протеинкиназа катализирует фос-форилирование того или иного белка (фермента, гистона) в зависимости от типа клетки. В результате фосфорилирования биологические свойства белка изменяются. Если это фермент, то он может быть активирован или, наоборот, инактивирован. Другой фермент - фосфопротеинфосфатаза может отщеплять фосфат от белка; цАМФ инактивируется ферментом, находящимся в мембране и в цитозоле - фосфодиэстеразой, которая преобразует цАМФв АМФ, гидролизуя связь 3'.

Передача гормонального сигнала аденилатциклазе осуществляется в результате работы довольно сложного гормон-рецепторного комплекса.

Р - рецептор гормона; Б - регуляторный белок; А - аденилатциклаза; Г - гормон; ГДФ - гуанозиндифосфат; ГТФ - гуанозинтрифосфат

При взаимодействии рецептора с гормоном сигнал передается регуляторному белку, в котором связанная с ним ГДФ заменяется на ГТФ. При этом возбуждается ГТФазная активность, происходит гидролиз ГТФ и выделившаяся энергия используется для кратковременного изменения конформации регуляторного белка и сопряженной с этим аденилатциклазы. Последняя, переходя в активный конформер, ускоряет реакцию биосинтеза цАМФ. После того, как сигнал принят и реализован, аденилатциклазная система приходит в исходное состояние.

Некоторые из гормонов пептидной природы действуют не по аденилатциклазному механизму. Например, инсулин, связываясь с белковым рецептором (М = 300000 гликопротеин, состоит из нескольких субъединиц) плазматической мембраны клетки-мишени, изменяет ее проницаемость. В результате этого усиливается проникновение в клетку субстратов (глюкоза, аминокислоты и др.) и в ней на полную мощность включаются в работу соответствующие ферменты. Аналогичным образом действует окситоцин: образование гормон-рецепторного комплекса сопровождается усилением переноса Са²⁺, что инициирует сокращение мышечных волокон альвеол и молочных желез.