Механизмы передачи информации от внешних сигналов на внутриклеточные процессы. Фосфолипаза С. Субстраты и продукты. Роль этих продуктов в механизмах трансформации внешнего сигнала.

Фосфолипаза C - (КФ 3.1.4.3, англ. phospholipase C) гидролизует связь между глицериновым остатком фосфолипида и полярной фосфатной группой, при этом образуются диацилглицерин и фосфат-содержащая полярная группа.

Свойства:

- Фосфолипазы С обнаружены у бактерий Clostridium, Bacillus и Pseudomonas, а также в клетках млекопитающих (печень, мозг, поджелудочная железа). Для некоторых из них характерна строгая специфичность по отношению к спиртовой группе молекулы субстрата, например к остатку холина (фосфолипазы Cx) и миоинозита (фосфолипазы Си). Молекулярная масса фосфолипаз С от 23 до 51 тыс. Ионы Zn2+ являются для них коферментом и стабилизатором. Оптимальная каталитическая активность при рН около 7 для фосфолипаз Cx, и при рН < 7 для фосфолипаз Си;

- Фосфолипаза С, гидролизующая фосфодиэфирную связь между глицериновым остатком фосфолипида и полярной фосфатной группой, относится к фосфодиэстеразам также как и фосфолипаза D. Фосфолипаза С является ключевым ферментом метаболизма фосфатидилинозитола и липидных сигнальных путей;

- Фосфолипаза С активируется Gαq или Gβγ субъединицами G-белка. Таким образом, она является частью G-белоксвязанного рецептора (англ. G protein-coupled receptor) и соответствующего сигнального пути или частью трансмембранного рецептора с внутренней или ассоциированной тирозинкиназной активностью;

- Фосфолипаза С гидролизует фосфатидилинозитол (PIP2) на два вторичных медиатора инозитолтрифосфат (IP3) и диацилглицерин (DAG). Эти медиаторы становятся вовлечены в последующие этапы сигнальных путей. В частности, они модулируют кальциевые каналы эндоплазматического ретикулума и протеинкиназу С, соответственно.

---

36. Механизмы передачи информации от внешних сигналов на внутриклеточные процессы. Инозитолфосфолипидный путь внутриклеточной сигнализации. Инозитолтрифосфат и диацилглицерол, механизмы образования и действия

Для того, чтобы представить механизм действия фосфоинозитидов в качестве вторичных мессенджеров, необходимо более подробно рассмотреть цикл их метаболических превращений в мембране.

Внешний сигнал после взаимодействия с рецептором через G-белок активирует фосфодиэстеразу (фосфолипазу С), которая гидролизует фосфатидилинозитол-4,5-бисфосфат (ИФ2) с образованием диацилглицерола и инозитолтрифосфата.

Диацилглицерол фосфорилируется диацилглицеролкиназой в фосфатидную кислоту (реакция требует присутствия АТФ). Фосфатидная кислота взаимодействует с цитидинтрифосфатом и образует цитидиндиацилглицеролдифосфат. Это соединение после рекомбинации с инозитом восстанавливает гидролизуемые фосфодиэстеразой фосфоинозитиды. Инозит, необходимый для этой реакции, образуется из инозитолмонофосфата. Реакция катализируется инозитол-1-монофосфатазой, активность которой блокируется ионами лития.

Именно этим процессом объясняется эффективное лечение ионами лития маниакально-депрессивных психозов и некоторых других заболеваний нервной системы. Блокада литием инозитол-1-монофосфатазы замедляет синтез в организме инозита и ослабляет протекающие в нейронах процессы, зависящие от метаболизма фосфоинозитидов.

Инозитолтрифосфат вызывает освобождение кальция из мембран эндоплазматического ретикулума, по-видимому, связываясь со специальным рецептором. Несмотря на то, что процесс выброса кальция из внутриклеточных депо под действием фосфоинозитидов обнаружен в целом ряде клеток, механизм, с помощью которого он открывает внутриклеточные кальциевые каналы, окончательно не выяснен.

Диацилглицерол (ДАГ) выступает в качестве вторичного мессенджера, так как он инициирует механизмы, в результате которых активируются два типа протеинкиназ: протеинкиназа С и цГМФ-зависимая киназа. При этом фосфолипаза С играет ключевую роль в процессе переноса сигналов с рецепторов, которые непосредственно не связаны с аденилатциклазой, но регулируют скорость метаболизма фосфоинозитидов.

---