Содержание
- 2. В процессе жизнедеятельности клетка постоянно получает различные сигналы из вне: в результате чего она изменяет свой
- 3. В клетке существует довольно ограниченное количество таких универсальных регуляторов. К ним относятся: циклические нуклеотиды - цАМФ,
- 4. Широко распространенной и наиболее универсальной регуляторной системой является система, связанная с Са²+ Функции Са2+ в клетке:
- 5. Общая схема работы Са2+ в клетке В состоянии покоя концентрация Са²⁺ в клетке всего 10 ¯7
- 6. Пути поступления Са2+ в клетку I Прямой Хемочуствительные каналы. Открываются в результате специфического взаимодействия поверхностных рецепторов
- 7. IP3-путь
- 8. Пути удаления Са2+ из цитоплазмы клетки Системы, удаляющие Са2+ из клетки встроены в мембраны. Эти каналы
- 9. Работа Са²⁺-АТФ-азы Связывание 2-х молекул Ca2+ с центром связывания Ca – АТФ – азы. Связывание одной
- 10. Са-связывающие белки СаСБ имеют в своей структуре специальные участки связывания с Са2+. В зависимости от того,
- 11. Роль кальмодулина в клетке Кальмодулин широко распространен и встречается в клетках животных, растений и грибов. Взаимодействуя
- 12. Гормональная регуляция содержания Са2+ в организме Гормональная регуляция обмена Са2+ в организме осуществляется гормоном щитовидной железы
- 14. Скачать презентацию
В процессе жизнедеятельности клетка постоянно получает различные сигналы из вне:
В процессе жизнедеятельности клетка постоянно получает различные сигналы из вне:
В клетке существует довольно ограниченное количество таких универсальных регуляторов. К
В клетке существует довольно ограниченное количество таких универсальных регуляторов. К
циклические нуклеотиды - цАМФ, цГМФ, цАДФ-рибоза
некоторые производные фосфолипидов – фосфоинозиты, сфинголипиды
Са²⁺
некоторые другие низкомолекулярные соединения.
Как правило, в состоянии покоя концентрация этих веществ в клетке очень мала. Определенные внешние и внутриклеточные сигналы могут приводить к кратковременному изменению концентрации этих сигнальных молекул. В ответ происходит лавинообразная активация ферментативных систем и клетка адекватно реагирует на сигнал. Специальные системы быстро убирают сигнальные молекулы, которые или разрушаются или выбрасываются из клетки и клетка возвращается в исходное состояние.
Широко распространенной и наиболее универсальной регуляторной системой является система, связанная с
Широко распространенной и наиболее универсальной регуляторной системой является система, связанная с
Функции Са2+ в клетке:
Регуляция роста и развития
Регуляция объема клетки
Регуляция секреции
Регуляция транспорта веществ
Регуляция сборки и разборки цитоскелета
Изменение «жидкостности» цитоплазмы
Сокращение мышечных волокон
Движение клеток
Общая схема работы Са2+ в клетке
В состоянии покоя концентрация Са²⁺ в
Общая схема работы Са2+ в клетке
В состоянии покоя концентрация Са²⁺ в
Увеличение концентрации Са2+
Са2+ взаимодействует со специальными Cа-связывающими белками (СаСБ)
СаСБ изменяют свою конформацию и оказываются способными влиять на многочисленные процессы
Реакция клетки (регуляция клеточного цикла; активность внутриклеточных ферментов; состояние цитоскелета; регуляция транскрипции; апоптоз и др.)
Все транспортные регуляторные системы мобилизуются на удаление Cа2+ (т.к. увеличение его концентрации является для клетки сигналом «тревоги»)
Из-за падения концентрации Са2+ в цитоплазме происходит диссоциация Са2+ из комплекса с СаСБ
Клетка переходит в состояние покоя.
Пути поступления Са2+ в клетку
I Прямой
Хемочуствительные каналы. Открываются в результате специфического
Пути поступления Са2+ в клетку
I Прямой
Хемочуствительные каналы. Открываются в результате специфического
Са²⁺-механочувствительные каналы активируются при увеличении объема клетки. Примером может служить процесс перекачивания крови по артериям. Во время кровообращения растягиваются клетки артерий и активируются Са²⁺ -механочувствительные каналы гладкомышечных клеток сосудов. Са²⁺ входит в клетки и осуществляется Са²⁺-зависимое сокращение, увеличивается тонус для того, чтобы прокачать кровь с толчком, с усилием.
II Через систему внутриклеточных посредников
Инозитолтрифосфтный путь (IP3-путь)
Работа IP3 рецептора. На поверхности клеток располагаются рецепторы, способные специфически взаимодействовать с гормонами. Гормоны взаимодействуя с рецепторами, активируют специальный фермент – фосфолипазу С, которая осуществляет гидролиз мембранного фосфолипида (фосфоинозитол-4,5-фосфата) с образованием фосфорилированного спирта – инозитол-трифосфата (IP3), который выполняет функцию внутриклеточного посредника Са²⁺. IP3 связывается со специфическим рецептором на поверхности ЭПС и открывает каналы для выхода Са²⁺ из цистерн ретикулума в цитоплазму, увеличивая его концентрацию.
IP3-путь
IP3-путь
Пути удаления Са2+ из цитоплазмы клетки
Системы, удаляющие Са2+ из клетки
Пути удаления Са2+ из цитоплазмы клетки
Системы, удаляющие Са2+ из клетки
I. Системы, встроенные в наружную мембрану
Са²⁺-АТФ-аза наружной мембраны- представляет собой насос, выкачивающий 2 Са²⁺ против градиента концентрации из клетки в среду за счет гидролиза АТФ;
Na+-Ca2+- обменник. Обменивает внутриклеточный Са2+ на внеклеточный Na+.
II. Системы, встроенные во внутриклеточные мембраны
Для везикул, митохондрий, лизосом и других внутриклеточных депо работает Са²⁺/Н⁺ - обменник, который перекачивает Са²⁺ из цитоплазмы клетки внутрь органоидов.
Са²⁺-АТФ-аза мембраны ЭПС откачивает Са²⁺ из цитоплазмы и накапливает его в цистернах ретикулума за счет гидролиза АТФ.
Полагают, что Са²⁺-АТФ-аза является основным каналом, участвующим в обеспечении спонтанных циклических изменений концентрации Са²⁺ в клетке.
Работа Са²⁺-АТФ-азы
Связывание 2-х молекул Ca2+ с центром связывания Ca – АТФ
Работа Са²⁺-АТФ-азы
Связывание 2-х молекул Ca2+ с центром связывания Ca – АТФ
Связывание одной молекулы АТФ. Связывание происходит в комплексе с Mg2+ Образуется комплекс: фермент Ca-АТФ-аза+АТФ+Mg2+ = ФАМ).
Гидролиз АТФ в комплексе ФАМ
Фосфорилирование фермента. Высвободившаяся Е идет на перенос Са2+. (В нефосфорилированном состоянии Са-связывающие центры АТФ-азы доступны только с внешней стороны. После фосфорилирования центры связывания в ходе изменения конформации белка переносятся на внутреннюю поверхность).
Высвобождение Са2+
Гидролиз комплекса ФАМ (дефосфорилирование магниевого комплекса с ферментом) ?Конформация снова меняется?центры связывания с Са2+ снова переносятся наружу
Цикл работы фермента замыкается
Са-связывающие белки
СаСБ имеют в своей структуре специальные участки связывания с Са2+.
Са-связывающие белки
СаСБ имеют в своей структуре специальные участки связывания с Са2+.
Классификация СаСБ:
СаСБ с 2 центрами связывания
СаСБ с 3 центрами связывания
СаСБ с 4 центрами связывания
СаСБ с 6 центрами связывания
(Характеристику групп см.вТабл.)
Роль кальмодулина в клетке
Кальмодулин широко распространен и встречается в клетках животных,
Роль кальмодулина в клетке
Кальмодулин широко распространен и встречается в клетках животных,
Функции кальмодулина
В качестве мишеней могут выступать ферменты, вовлеченные в метаболизм циклических нуклеотидов (цАМФ и цГМФ). При этом кальмодулин способен влиять как на активность ферментов, участвующих в синтезе цАМФ и цГМФ (аденилатциклаза,NO – синтаза), так и на активность ферментов, разрушающих циклические нуклеотиды (фосфодиэстеразы).
Влияет на работу протеинкиназ, участвующих в фосфорилировании (переносе остатка фосфорной кислоты с АТФ) белов, изменяя их структуру и последующую активность
Влияют на работу протеинфосфатаз (являются антагонистами протеинкиназ-дефосфорилируют белки).
Может регулировать активность белков цитоскелета, связанных с микротрубочками и микрофиламентами. Таким образом, кальмодулин может оказывать влияние на процессы экзо- и эндоцитоза, а также на перемещение органелл внутри клетки или изменние формы клетки.
Способен взаимодействовать и активировать функционирование Са²⁺- АТФ-азы, что приводит к удалению Са2+ из цитоплазмы.
Гормональная регуляция содержания Са2+ в организме
Гормональная регуляция обмена Са2+ в
Гормональная регуляция содержания Са2+ в организме
Гормональная регуляция обмена Са2+ в