Mechanizmy transdukcji

MECHANIZMY TRANSDUKCJI

Przez mechanizmy transdukcji rozumiemy wszystkie te wewnątrzkomórkowe układy enzymatyczne, które umożliwiają przekształcanie sygnału zewnątrzkomórkowego wytwarzanego przez lek lub substancję endogenną w sygnał wewnątrzkomórkowy poprzez aktywację efektora. odpowiedź biologiczna.

Mechanizm transdukcji sygnału normalnie istnieje we wszystkich komórkach i jest niezbędny dla wszystkich mediatorów endogennych, a zatem także dla leków, ponieważ jak wspomniano, leki naśladują lub antagonizują substancje endogenne, generując odpowiedź komórkową lub nie.
Receptory można podzielić na cztery duże rodziny:

RECEPTORY TYPU 1 LUB PODŁĄCZONE DO KANAŁÓW JONOWYCH LUB JONOTROPOWYCH;
TYPU 2 LUB RECEPTORÓW Z BIAŁKAMI METABOTROPOWYMI;
RECEPTORY TYPU 3 LUB W POŁĄCZENIU Z TYROSYNKINAZĄ (enzymy);
RECEPTORÓW JĄDROWYCH TYPU 4 LUB CYTOPLAZMATYCZNYCH.

Pamiętaj, że receptor nie jest ani kanałem, ani enzymem, ale jest zdolny do modulowania kanału jonowego lub enzymu.

RECEPTORY TYPU 1 LUB PODŁĄCZONE DO KANAŁÓW jonowych lub jonotropowych

Ligand wiąże się z receptorem obecnym na błonie i modyfikuje efektor, którym w tym przypadku jest kanał jonowy.

Sprzężenie jest bezpośrednie, co oznacza, że nie jest potrzebny żaden mediator do przekształcenia sygnału z zewnątrzkomórkowego do wewnątrzkomórkowego, a czas działania tego receptora do uzyskania odpowiedzi jest bardzo szybki.
Agonista wiąże się z receptorem znajdującym się w pobliżu kanału jonowego. Po aktywacji receptora kanał jonowy otwiera się i umożliwia przejście jonom (np. wapnia, potasu, chloru, sodu). przed depolaryzacją lub hiperpolaryzacją.Kiedy mówimy o depolaryzacji, błona jest wzbudzona, gdy mówimy o hiperpolaryzacji, błona jest hamowana.Sygnał jonowy, który powoduje depolaryzację błony, aktywuje komórkę, i odwrotnie, gdy sygnał jonowy powoduje hiperpolaryzację.

RECEPTORY TYPU 2 LUB W POŁĄCZENIU Z BIAŁKIEM G LUB METABOTROPICZNYM

Receptory typu 2 występują głównie w naszym ciele i są dość skomplikowane. Potrzebują pośrednika do transdukcji sygnału, w tym przypadku pośrednikiem jest białko G. Gdy ligand zwiąże się z receptorem, aktywuje białko G, które z kolei aktywuje kanał jonowy lub enzym. Białko G aktywuje jon kanał procesami, które następują po aktywacji kanału, są te wyjaśnione w receptorach typu 1. Jeśli, z drugiej strony, białko G aktywuje enzym, zostaną wytworzone wtórne przekaźniki, które wygenerują szereg efektów komórkowych.Głównymi wtórnymi przekaźnikami w komórce są cykliczne nukleotydy (cAMP i cGMP) oraz uwalnianie wewnątrzkomórkowego wapnia. Ci wtórni posłańcy wywołują reakcje wewnątrz komórki, które prowadzą do odpowiedzi komórkowej.Czas działania tego receptora w celu uzyskania odpowiedzi wynosi kilka sekund. Receptor potrzebuje trochę więcej czasu na aktywację białka G, które z kolei aktywuje kanał lub enzym. Białko G, oprócz wytwarzania „aktywacji kanału lub” enzymu, może również hamować ten ostatni.

Ale czym jest to białko G?

Białko G jest białkiem trimerycznym składającym się z podjednostek α, β i γ. Białko to ma działanie GTPazy, ponieważ jest w stanie hydrolizować GTP i przekształcać go w GDP. W tym przykładzie podjednostki ß i γ nie są brane pod uwagę. Na wczesnym etapie białko G jest związane z GDP, więc jest nieaktywne. Gdy agonista zwiąże się z receptorem, następuje oderwanie GDP i podjednostka α wiąże się z GTP, w konsekwencji jest aktywowana. Po aktywacji białko G może wiązać się z efektorem wywołującym reakcje na kanale lub na " Po zakończeniu akcji podjednostka α przekształca GTP w GDP, powracając do stanu wyjściowego, aby ponownie zostać aktywowana. Podjednostka α charakteryzuje jej efektor, więc porozmawiamy o białkach:

Gs lub αS: aktywacja efektora, którym jest cyklaza adenylanowa (wzrost w sekundowych przekaźnikach i cAMP);
Gq lub αQ: aktywacja enzymu fosfolipazy C (IP3, DAG);
Gi lub al: hamowanie efektora, którym jest cyklaza adenylanowa (redukcja wtórnych przekaźników i cAMP).

RECEPTORY TYPU 3 LUB W POŁĄCZENIU Z TYROZINKINAZĄ

Receptory typu 3 to zawsze receptory błonowe, sprzężone z kinazami. Większość tych odpowiedzi komórkowych pochodzi z fosforylacji białek. Receptor, raz aktywowany przez związanie z agonistą (na przykład czynnikami wzrostu, insuliną lub cytokinami), aktywuje kinazę, która katalizuje reakcje. W następstwie tego wydarzenia powstaje seria fosforylacji białek, z konsekwencją modyfikacji genów na poziomie DNA. Czas działania jest bardzo długi, mówimy o godzinach lub dniach, ponieważ celem jest właśnie transkrypcja genu na poziomie DNA.

RECEPTORÓW TYP 4 LUB CYTOPLAZMATYCZNYCH

W przeciwieństwie do poprzednich receptorów, te receptory typu 4 są receptorami wewnątrzkomórkowymi lub cytoplazmatycznymi. Często te receptory są wykorzystywane przez hormony steroidowe. jest to mechanizm, który modyfikuje ekspresję genów, więc obserwowanie odpowiedzi komórkowych zajmuje dużo czasu. Długo trwa produkcja białek indukowanych przez modyfikację genu spowodowaną przez substancję wprowadzoną do komórki, na przykład hormon, który znajduje się na zewnątrz komórki, porzuca białko, które ją nosi i przekształca się w substancję bardzo lipofilową, dzięki której substancja lipofilowa jest w stanie przejść przez błonę komórkową i wniknąć do komórki. Gdy substancja dostanie się do cytoplazmy, wiąże się z miejscem rozpoznania (białkiem transportowym), którego struktura jest bardzo niestabilna. W konsekwencji hormon wejdzie do jądra komórkowego, gdzie będzie wykonywał swoją aktywność modyfikacji transkrypcji genów.W tym momencie odpowiedź komórkowa będzie składać się z produkcji mRNA, które będzie syntetyzować różne białka.

Chwytnik

Lokalizacja

Efektor

Sprzęganie

Czas działania

TYP 1

Membrana

Kanał jonowy

Bezpośredni

Bardzo szybki

TYP 2

Membrana