Характеристика гормонрецепторного связывания

Для характеристики взаимодействия гормона с рецептором или антителом предложены различные методы математического анали­за. При взаимодействии гормона [Г] с его специфическим рецеп--тором [Р] простая обратимая реакция между двумя молекулами в условиях равновесия может быть охарактеризована как

где [ГР] — гормонрецепторный комплекс. Предполагается, что как гормон, так и рецептор гомогенны и имеют один специфически свя­зывающий участок. Взаимодействие гормона и рецептора далее можно описать следующим образом

где К_а—равновесная константа ассоциации (л/моль или М~¹), k_a — константа скорости ассоциации, k_a— константа скорости диссоциации, K_d — константа диссоциации (моль/л, или М).

Зависимость между общей концентрацией рецепторов и концен­трацией занятых рецепторов может быть изображена следующим образом

где [Ро] — общая концентрация рецепторов, [ГР]— концентрация связанных с гормоном рецепторов, а [Р] — концентрация свобод­ных рецепторов.

Преобразуя приведенные выражения, можно получить уравне­ния (5—4а) и (5—46), которые при графическом написании дают обычно прямолинейную зависимость с наклоном, равным — 1/К_a, или — К_а

 

Уравнения (5—4а) и (5—46) являются математическим напи­санием графика Скетчарда, в виде которого данные о гормонре­цепторном взаимодействии представляются, вероятно, наиболее часто [45, 46]. Эти уравнения применяются также для характери­стики взаимодействия гормона с антителами. График Скетчарда представлен на рис. 5—5. Точка пересечения кривой с осью абс­цисс представляет собой [Р_о), а с осью ординат К_а[Р_о],или (1/K_d) [Р_о]. Наклон линии равен — К_а, или —1/K_d. Следовательно при графическом изображении данных по отрезкам осей координат можно непосредственно определить [Р_о] и [ГР]/[Г]. Для расчета Ка используют следующие рассуждения. Поскольку член —К_а[ГР] из уравнения (5—46) при нулевом количестве связанного гормона [ГР] становится равным нулю, то

где В — концентрация связанного гормона, а F — концентрация свободного гормона, или

 

Зная молярную концентрацию рецептора, можно определить число связывающих участков на клетку или на массу белка, умно­жив количество молей рецептора на 6,02•10²³ (число Авогадро, или число молекул в моле).

Константы ассоциации, полученные в разных радиорецептор­ных исследованиях, обычно колеблются между 10^–11 и 10^–9M^–1. Однако не все графики Скетчарда линейны. Их нели­нейность отражает аллостерическое межрецепторное взаимодейст­вие, приводящее к повышению (положительная кооперативность) или снижению (отрицательная кооперативность) связывания гор­мона после начального взаимодействия его с рецепторами. Данные,. полученные в исследованиях по рецепторному связыванию гормо­на, можно преобразовывать дальше, и с помощью графика Хилла выяснить, действительно ли в системе происходят аллостерические взаимодействия [47, 48]. Если наклон прямой на графике Хилла значительно отличается от единицы, то они существуют. При полу­чении нелинейного графика Скетчарда следует учитывать не толь­ко аллостерические взаимодействия, но и другие факторы. К ним относятся артефакты, обусловливаемые проведением анализов в неравновесных условиях, неточной оценкой неспецифического свя­зывания, ошибками в разделении свободного и связанного гормона и значительными различиями сродства к рецептору меченого и не­меченого гормона [49].