ЦАмф- аллостерический регулятор протеинкиназы а (пка).

Эффект усиления распада гликогена, наблюдаемый Сазерлендом не был результатом прямого влияния цАМФ на фосфорилазу гликогена. Активность фосфорилазы изменялась путем ее фосфорилирования при участии еще одного фермента ц-АМФ-зависимой протеинкиназы (протеинкиназы А - ПКА). ЦАМФ является аллостерическим активатором протеинкиназы. В последующем было выделено несколько типов ПКА, имеющих схожее строение в разных тканях. Это гетеромеры, состоящие из 2-х каталитических (С₂) и одной регуляторной субъединицы, состоящей из двух полипептидных цепей (R₂).

Были выделены 3 типа каталитических () субъединиц и два типа регуляторных (I и II). Холоэнзимы R₂С₂неактивны. Присоединение цАМФ вызывает диссоциацию фермента. При этом каталитические субъединицы освобождаются и начинают активно катализировать перенос фосфорного остатка с АТФ на определенные остатки серина или треонина некоторых белков органа- мишени. Обычно специфичекой последовательностью аминокислот участков фосфорилирования АРГ-АРГ-Х-СЕР или ЛИЗ-АРГ-Х-Х-СЕР, где Х- любая аминокислота.

Такая ковалентная модификация фермента стабилизирует одно из конформационных состояний фермента: активное -расслабленное или неактивное- напряженное. Это уже зависит от свойств данного фермента. Так, фосфорилирование гликогенфосфорилазы активирует ее, а гликогенсинтетазы, наоборот, тормозит ее активность. Эффекты цАМФ обычно непродолжительны. В клетках имеются ферменты дефосфорилирующие белки, фосфорилируемые протеинкиназой А. Известны две главные протеинфосфатазы., одна из которых сама регулируется цАМФ. Последняя наиболее активна в отсутствии цАМФ.

Рис11.7. Схема этапов влияния адреналина на клетку

цАМФ может выполнять регуляторные функции и другими альтернативными механизмами, например, открытием цАМФ-зависимых ионных каналов. На рис 11.7 суммированы данные о механизме действия адреналина на адренэргический рецептор

В таблице 11.4 представлены некоторые клеточные ответы на действие гормонов, активирующих аденилатциклазный путь сигнализации. Важно отметить, что разные лиганды, действующие через различные рецепторы на аденилатциклазу в данной клетке, обычно вызывают одну и ту же ответную реакцию. Например, в адипоцитах аденилатциклазу активируют по крайней мере четыре разных гормона, (адреналин, кортикотропин, глюкагон, тиротропин) и все они вызывают расщепление триацилглицеролов (резервная форма жира) до жирных кислот. Похоже, что различные рецепторы для этих гормонов активируют общий пул молекул аденилатциклазы.

В некоторых животных клетках повышение уровня цАМФ приводит к активации транскрипции определенных генов. Например, в нейроэндокринных клетках гипоталамуса цАМФ "включает" ген, кодирующий синтез пептидного гормона соматостатина. Каков же механизм этого процесса? Дело в том, что активированная каталитическая субъединица ПКА может траслоцироваться из цитоплазмы в ядро. На уровне ядерного компартмента влияние протеинкиназы А реализуется через фосфорилирование так называемых ген-регуляторных белков (generegulatoryproteins), которые, активируясь, связываются со специфическими отвечающими элементами (responseelements), представляющими собой короткие участки ДНК строго определенной последовательности генов-регуляторов, формируя при этом пусковое звено активации или репрессии транскрипции соответствующего транскриптона.