Функции белков сигнальная: Сигнальная функция белка | это… Что такое Сигнальная функция белка?

Содержание

Сигнальная функция

Сигнальная
функция белков —
способность белков служить сигнальными
веществами, передавая сигналы между
клетками, тканями, о́рганами и организмами.
Часто сигнальную функцию объединяют с
регуляторной, так как многие внутриклеточные
регуляторные белки тоже осуществляют
передачу сигналов.

Сигнальную
функцию выполняют белки-гормоны, цитокины, факторы
роста и
др.

Рецепторная
функция

Эта
функция заключается в избирательном
связывании гормонов, биологически
активных веществ и медиаторов на
поверхности мембран или внутри клеток.

Транспортная
функция

Только
белки осуществляют перенос веществ в
крови,
например, липопротеины (перенос
жира), гемоглобин (транспорт
кислорода), трансферрин (транспорт
железа). Белки транспортируют в крови
катионы кальция, магния, железа, меди и
другие ионы.Транспорт веществ через
мембраны осуществляют
белки — Na⁺,К⁺-АТ, Са²⁺-АТФаза , глюкозные
транспортеры.

Резервная
функция

В
качестве примера депонированного белка
можно привести производство и накопление
в яйце яичного
альбумина.
У
животных и человека таких специализированных
депо нет, но при длительном голодании
используются белки мышц,
лимфоидных органов, эпителиальных
тканей и печени.

Сократительная
функция

Существует
ряд внутриклеточных белков, предназначенных
для изменения формы клетки и движения
самой клетки или ее органелл
(тубулин, актин, миозин).

Защитная
функция

Защитную
функцию, предупреждая инфекционный
процесс и сохраняя устойчивость
организма, выполняют иммуноглобулины крови,
факторы системы комплемента, пропердин,
при повреждении тканей работают белки
свертывающей системы крови
— например, фибриноген, протромбин,
антигемофильный глобулин. Механическую защиту
и поддержку клеток осуществляют протеогликаны.

К
данной функции также можно отнести
поддержание постоянства коллоидно-осмотического
давления крови,
интерстиция и внутриклеточных пространств,
а также иные функции белков
крови.

Миозин
— моторный белок

Целый
класс моторных
белков обеспечивает
движения организма, например, сокращение
мышц, в том числе локомоцию (миозин),
перемещение клеток внутри организма
(например, амебоидное движениелейкоцитов),
движение ресничек и жгутиков,
а также активный и направленный
внутриклеточный транспорт (кинезин, динеин).
Динеины и кинезины проводят транспортировку
молекул вдоль микротрубочек с
использованием гидролиза АТФ в
качестве источника энергии. Динеины
переносят молекулы и органоиды из
периферических частей клетки по
направлению к центросоме,
кинезины — в противоположном
направлении. Динеины также отвечают за
движение ресничек и жгутиков
эукариот. Цитоплазматические варианты
миозина могут принимать участие в
транспорте молекул и органоидов по
микрофиламентам.

Роль
белков в обмене веществ.

Обмен
Белков

Потребность
в белке определяется
минимальным количеством пищевого
белка, который будет уравновешивать
потери организмом азота, при сохранении
энергетического баланса. Белки находятся
в состоянии непрерывного обмена и
обновления. В организме здорового
взрослого человека количество распавшегося
за сутки белка равно количеству вновь
синтезированного. Животные существа
могут усваивать азот только в составе
аминокислот, поступающих в организм
с белками пищи. Десять аминокислот из
20 (валин, лейцин, изолейцин, лизин,
метионин, триптофан, треонин, фенилаланин,
аргинин и гистидин) в случае их
недостаточного поступления с пищей
не может быть синтезирована в организме.
Эти аминокислоты называют незаменимыми. Другие
десять аминокислот (заменимые) не менее
важны для жизнедеятельности, чем
незаменимые, но в случае недостаточного
поступления с пищей заменимых аминокислот
они могут синтезироваться в организме.
Важным фактором обмена белков организма
является повторное
использование (реутилизация) аминокислот,
образовавшихся при распаде одних
белковых молекул, для синтеза
других.

Из
аминокислот, источниками которых
являются белки пищи, и аминокислот,
образующихся в организме, синтезируются
свойственные ему белковые
молекулы,пептидные гормоны, коэнзимы.
В этом заключается пластическая роль
белков пищи.

Скорость
распада и обновления белков организма
различна. Полупериод распада гормонов
пептидной природы составляет минуты
или часы, белков плазмы крови и печени
около 10 суток, белков мышц около 180 суток.
В среднем белки организма человека
обновляются за 80 суток. О суммарном
количестве белка, подвергшегося распаду
за сутки, судят по количеству азота,
выводимого из организма человека. В
белке содержится около 16% азота или в
100 г белка — 16 г азота. Таким образом,
выделение организмом 1 г азота
соответствует распаду 6,25 г белка. За
сутки из организма взрослого человека
выделяется около 3,7 г азота. Из этих
данных следует, что масса белка,
подвергшегося за сутки полному разрушению
составляет 3,7 х 6,25 = 23 г или 0,028-0,075 г
азота на 1 кг массы тела в сутки (коэффициент
изнашивания по Рубнеру).

Если
количество азота, поступающего в организм
с пищей, равно количеству азота выводимого
из организма, принято считать, что
организм находится в состоянии азотистого
равновесия. В случаях, когда в организм
поступает азота больше, чем его выделяется,
говорят о положительном
азотистом балансе (задержка,
ретенция азота). Такие состояния
бывают при увеличении массы мышечной
ткани, в период роста организма,
беременности, выздоровления после
тяжелого истощающего заболевания.

Состояние,
при котором количество выводимого из
организма азота превышает его поступление
в организм, называют отрицательным азотистым
балансом. Оно
имеет место при питании неполноценными
белками, когда в организм не поступают
какие-либо из незаменимых аминокислот,
при белковом голодании или при полном
голодании.

Белки,
использующиеся в организме в первую
очередь в качестве пластических веществ,
в процессе их разрушения освобождают
энергию для синтеза АТФ и
образования тепла.

Функции белка в организме

☰

Белки в живых организмах выполняют множество важных функций. Поэтому в организмах существует множество различных белков.

Ферментативная функция белков заключается в том, что они служат катализаторами различных химических реакций, протекающих в организме. Ферментативную функцию по-другому называют каталитической. При катализе происходит ускорение химических реакций, причем это ускорение может быть даже в миллионы раз.

Белков-ферментов тысячи, каждый из них обслуживает свою химическую реакции или группу схожих реакций. По типу обслуживаемых реакций ферменты делят на классы. Например, оксидоредуктазы катализируют окислительно-восстановительные реакции, гидролазы обеспечивают гидролиз химических связей и т. д. Реакцию катализирует не вся молекула фермента, а только ее так называемый активный центр. Он включает часть молекулы, которая связывает субстрат (молекулу, которая подвергается превращению), и несколько аминокислот (часто не вместе расположенных), которые обеспечивают саму реакцию.

Белки выполняют структурную функцию. Они входят в состав клеточных мембран и органоидов, межклеточного вещества (белки коллаген и эластин), волос, ногтей и т. п. (кератин).

Двигательная функция белков заключается в сокращении мышц (актин и миозин), обеспечении движения клеток, их ресничек и жгутиков.

Существуют белки, которые обеспечивают перенос различных веществ как внутри клетки, так и по всему организму. Такие белки обеспечивают транспортную функцию. Они легко связываются с субстратом, когда его концентрация высока, и легко высвобождают его при низкой концентрации. К транспортным белкам относится гемоглобин. В легких он связывает кислород и высвобождает углекислый газ, а в тканях наоборот.

Ряд белков, входящих в состав мембран клеток, обеспечивают транспорт малых молекул через мембрану. Такой транспорт может быть как пассивным (белки-каналы), так и активным (белки-переносчики).

Регуляторная и сигнальная функции белков разнообразны. Многие внутриклеточные процессы (клеточный цикл, транскрипция и трансляция, активация или подавление активности других белков и т. д.) регулируются белками.

Многие гормоны — это белки, переносимые кровью. Когда гормон связывается с определенным рецептором, то клетка получает сигнал, в результате чего в ней запускается ответная реакция. Гормоны регулируют концентрации веществ, процесс роста, период размножения и др.

Клетки взаимодействуют между собой посредством сигнальных белков, которые передаются через межклеточное вещество. Например, такие сигналы могут стимулировать или подавлять рост клеток. Таким образом обеспечивается согласованность работы клеток той или иной системы органов.

Выделяют рецепторную функцию белков. Белки-рецепторы могут находиться как в цитоплазме, так и в мембранах. Когда на рецептор действует химическое вещество или физический стимул (свет, давление и др), то он изменяется. Это изменение молекулы передается в другие части клетки, посредством катализа определенной реакции, прохождения ионов или связывания молекул-посредников.

Защитная функция белков также весьма разнообразна. Коллаген и кератин обеспечивают не только структурную функцию, но и физическую защиту организма. Также физически организм защищают фибриногены и тромбины, свертывающие кровь в местах ранения (контакта с воздухом).

Белки обеспечивают химическую защиту, связывая и расщепляя чужеродные токсины или вырабатывая свои (для защиты от других организмов).

Защитными белками являются антитела, которые обезвреживают микроорганизмы и чужеродные белки. Так белки обеспечивают иммунную защита.

Если в организме возникает дефицит углеводов и жиров, то белки, распадаясь до конечных продуктов, могут выполнять энергетическую функцию.

Белки могут запасаться как источник энергии и источник аминокислот (например, в яйцеклетках). Это запасающая функция белков.

Имитация функции сигнальных белков: к терапии искусственной трансдукции сигналов

. 2016, 29 сентября;(115):54396.

дои: 10.3791/54396.

Ронни Пери-Наор ¹ , Лейла Мотей ¹ , Дэвид Маргулис ²

Принадлежности

¹ Кафедра органической химии, Научный институт Вейцмана.
² Кафедра органической химии, Научный институт Вейцмана; [email protected].

PMID:
27768030
PMCID:
PMC5092080
DOI:
10.3791/54396

Бесплатная статья ЧВК

Ронни Пери-Наор и др.

J Vis Exp.

2016 .

Бесплатная статья ЧВК

. 2016, 29 сентября;(115):54396.

дои: 10. 3791/54396.

Авторы

Ронни Пери-Наор ¹ , Лейла Мотей ¹ , Дэвид Маргулис ²

Принадлежности

¹ Кафедра органической химии, Научный институт Вейцмана.
² Кафедра органической химии, Научный институт Вейцмана; [email protected].

PMID:
27768030
PMCID:
PMC5092080
DOI:
10.3791/54396

Абстрактный

Пути передачи сигнала, контролирующие реакцию клеток на различные сигналы внешней среды, опосредованы функцией сигнальных белков, взаимодействующих друг с другом и активирующих друг друга с высокой специфичностью. Таким образом, синтетические агенты, имитирующие функцию этих белков, могут быть использованы для создания неестественных стадий передачи сигнала и, следовательно, для изменения функции клетки. Мы представляем рекомендации по разработке «химических преобразователей», которые могут вызывать искусственную связь между нативными белками. Кроме того, мы представляем подробные протоколы для синтеза и тестирования конкретного «преобразователя», который может индуцировать связь между двумя неродственными белками: тромбоцитарным фактором роста (PDGF) и глутатион-S-трансферазой (GST). Также представлен способ, с помощью которого эта неестественная связь PDGF-GST может использоваться для контроля расщепления противоракового пролекарства, что указывает на возможность использования таких систем в «терапии искусственной передачи сигнала». Эта работа предназначена для облегчения разработки дополнительных «преобразователей» этого класса, которые могут быть использованы для обеспечения внутриклеточной белок-белковой связи и, следовательно, для индукции искусственных клеточных сигнальных путей.

Цифры

См. это изображение и информацию об авторских правах в PMC

Типы публикаций

термины MeSH

вещества

Грантовая поддержка

338265/ERC_/Европейский исследовательский совет/Международный

Преобразование сигналов

— Биология LibreTexts

Последнее обновление
Сохранить как PDF

Идентификатор страницы: 23979

Кэтрин Харрис
Колледж Хартнелл

Как живые организмы мы постоянно получаем и интерпретируем сигналы из окружающей среды. Эти сигналы могут поступать в виде света, тепла, запахов, прикосновения или звука. Клетки нашего тела также постоянно получают сигналы от других клеток. Эти сигналы важны для поддержания жизни и функционирования клеток, а также для стимуляции важных событий, таких как деление и дифференцировка клеток.

Сигналы чаще всего представляют собой химические вещества, которые можно найти во внеклеточной жидкости вокруг клеток. Эти химические вещества могут поступать из отдаленных мест в организме (эндокринная передача сигналов гормонами), из близлежащих клеток (паракринная передача сигналов) или даже могут секретироваться одной и той же клеткой (аутокринная передача сигналов).

Рисунок \(\PageIndex{1}\). (CC BY-NC-SA)

Сигнальные молекулы могут запускать любое количество клеточных ответов, включая изменение метаболизма клетки, получающей сигнал, или приводить к изменению экспрессии генов (транскрипции) в ядре клетки, или к тому и другому.

Обзор сигнализации сотовой связи

Сигнализацию сотовой связи можно разделить на 3 этапа.

1. Рецепция : Клетка обнаруживает сигнальную молекулу снаружи клетки. Сигнал обнаруживается, когда химический сигнал (также известный как лиганд) связывается с белком-рецептором на поверхности клетки или внутри клетки.

2. Трансдукция : Когда сигнальная молекула связывается с рецептором, она каким-то образом изменяет рецепторный белок. Это изменение инициирует процесс трансдукции. Трансдукция сигнала обычно представляет собой путь, состоящий из нескольких этапов. Каждая релейная молекула в пути передачи сигнала изменяет следующую молекулу в пути.

3. Реакция : Наконец, сигнал запускает специфический клеточный ответ.

Рисунок \(\PageIndex{2}\). (CC BY-NC-SA)

Рецепция

Мембранные рецепторы функционируют, связывая сигнальную молекулу (лиганд) и вызывая выработку второго сигнала (также известного как вторичный мессенджер), который затем вызывает клеточный ответ . Этот тип рецепторов передает информацию из внеклеточной среды внутрь клетки, изменяя форму или присоединяясь к другому белку после связывания с ним определенного лиганда. Примеры мембранных рецепторов включают рецепторы, связанные с G-белком, и рецепторные тирозинкиназы.

Рисунок \(\PageIndex{3}\). (CC BY-NC-SA)

Внутриклеточные рецепторы находятся внутри клетки либо в цитоплазме, либо в ядре клетки-мишени (клетки, получающей сигнал). Гидрофобные или очень маленькие химические мессенджеры (например, стероидные гормоны) могут проходить через плазматическую мембрану без посторонней помощи и связываться с этими внутриклеточными рецепторами. После связывания и активации сигнальной молекулой активированный рецептор может инициировать клеточный ответ, такой как изменение экспрессии гена.

Рисунок \(\PageIndex{3}\). (CC BY-NC-SA)

Трансдукция

Поскольку сигнальные системы должны реагировать на небольшие концентрации химических сигналов и действовать быстро, клетки часто используют многоэтапный путь, который быстро передает сигнал, усиливая его к многочисленным молекулам на каждом этапе.

Этапы пути передачи сигнала часто включают добавление или удаление фосфатных групп, что приводит к активации белков. Ферменты, которые переносят фосфатные группы от АТФ к белку, называются протеинкиназы . Многие из молекул-ретрансляторов в пути передачи сигнала представляют собой протеинкиназы и часто действуют на другие протеинкиназы в пути. Часто это создает каскад фосфорилирования , где один фермент фосфорилирует другой, который затем фосфорилирует другой белок, вызывая цепную реакцию.

Также важную роль в каскаде фосфорилирования играет группа белков, известных как протеинфосфатазы. Протеинфосфатазы – это ферменты, которые могут быстро удалять фосфатные группы из белков (дефосфорилирование) и, таким образом, инактивировать протеинкиназы. Протеиновые фосфатазы являются «выключателем» в пути передачи сигнала. Выключение пути передачи сигнала, когда сигнал больше не присутствует, важно для обеспечения надлежащей регуляции клеточного ответа. Дефосфорилирование также делает протеинкиназы доступными для повторного использования и позволяет клетке снова реагировать при получении другого сигнала.

Киназы — не единственные инструменты, используемые клетками для передачи сигнала. Небольшие небелковые водорастворимые молекулы или ионы, называемые вторичными мессенджерами (лиганд, который связывает рецептор, является первым мессенджером), также могут передавать сигналы, полученные рецепторами на поверхности клетки, к молекулам-мишеням в цитоплазме или ядре. Примеры вторичных мессенджеров включают циклический АМФ (цАМФ) и ионы кальция.

Рисунок \(\PageIndex{4}\). (CC BY-NC-SA)

Ответ

Передача сигналов клетками в конечном счете приводит к регуляции одной или нескольких клеточных активностей. Регуляция экспрессии генов (включение или выключение транскрипции специфических генов) является обычным результатом клеточной передачи сигналов. Сигнальный путь может также регулировать активность белка, например, открывая или закрывая ионный канал в плазматической мембране или способствуя изменению клеточного метаболизма, например, катализируя расщепление гликогена.

About Me

Dashy

Функции белков сигнальная: Сигнальная функция белка | это… Что такое Сигнальная функция белка?

Сигнальная функция

Функции белка в организме

Имитация функции сигнальных белков: к терапии искусственной трансдукции сигналов

Принадлежности

Авторы

Принадлежности

Абстрактный

Цифры

Похожие статьи

Типы публикаций

термины MeSH

вещества

Грантовая поддержка

— Биология LibreTexts

Добавить комментарий Отменить ответ