Протеинкиназы циклонуклеотид-зависимые
Протеинкиназы, стимулируемые цАМФ и протеинкиназы, стимулируемые цГМФ ( рис. 75ткач ) являются АТФ-фосфотрансферазами, связывают четыре эквивалента циклического нуклеотида, имеют одинаковый молекулярный вес и одинаковую молекулярную симметрию. Сходство цАМФ и цГМФ-протеинкиназ проявляется также в том, что они могут фосфорилировать одни и те же субстраты (например, гистон Н1), причем "узнают" на молекуле белка сходные аминокислотные последовательности. Следует , однако, оговориться, что в клетке эти протеинкиназы фосфорилируют чаще всего разные субстраты, что, по-видимому, объясняется их разной компартментализацией. На основании сходства аминокислотного состава и некоторого совпадения первичных структур предполагается, что цАМФ- и цГМФ-протеинкиназы произошли от общего предшественника. Принципиальное различие этих протеинкиназ заключается в том, что у цАМФ-зависимой протеинкиназы регуляторный и каталитический центры расположены на разных субъединицах, а у цГМФ-протеинкиназы на одной субъединице имеются два домена - активный центр и участок связывания цГМФ. Предполагается, что цГМФ-протеинкиназа является димером, построенным из двух идентичных протомеров, расположенных антипараллельно. Такая же структура предложена для цАМФ-протеинкиназы, однако у нее каждый протомер состоит из двух разных субъединиц - каталитической и регуляторной (см. рис. 75ткач ). Следует отметить, что цАМФ является конкурентным ингибитором связывания цГМФ в регуляторном центре цГМФ- протеинкиназы.Точно также и цГМФ препятствует связывания цАМФ с регуляторной субъединицей цАМФ-протеинкиназы.Эта конкуренция не может влиять на функционирование протеинкиназ, так как связывание "чужого" циклического нуклеотида вызывает такой же активирующий эффект, как и связывание "своего". Оба фермента высокоспецифичны в отношении своих активаторов, поэтому при физиологических изменениях концентрации одного из циклических нуклеотидов может изменяться активность только соответствующей протеинкиназы.
На примере киназы фосфорилазы видно, что протеинкиназы могут опосредованно влиять на активность фосфатаз. Отметим, что циклические нуклеотиды также могут опосредованно влиять на активность фосфопротеинфосфатаз . Так, например, цАМФ ускоряет дефосфорилирование регуляторной субъединицы цАМФ-зависимой протеинкиназы. При этом действие цАМФ осуществляется не на фосфатазу, а на саму регуляторную субъединицу протеинкиназы: присоединяясь к ней и изменяя ее конформацию, нуклеотид делает ее хорошим субстратом фосфопротеинфосфатаз. При рассмотрении других фосфобелков можно обнаружить ингибирующее влияние цАМФ на дефосфорилирование. Известно также влияние цГМФ и Са2+ на скорость дефосфорилирования белков. К сожалению, фосфопротеинфосфатазы не достаточно изучены. Их быстрая инактивация после выделения из клетки, склонность к агрегации и т.д. не позволяют определить, направлены ли эти регуляторные влияния на фермент или же его белковый субстрат. практически полной активации цАМФ-зависимой протеинкиназы.
Смотрите также:
