12.3.
Gormonlar signalini o’tkazishning molekulyar mexanizmlari.
Bezlardan ajralib chiqqan gormonlar odatda qonda plazmaning maxsus tashuvchi
oqsillari bilan bog’lanadi va ular modda almashinuvi va funktsiyasiga ta’sir
ko’rsatuvchi periferik to’qimalarga yetkazib beriladi. Gormonning ta’siriga hamma
to’qimalar ham javob bermaydi. Gormonlarga sezgirligi yuqori bo’lgan to’qimalar,
ya’ni gormonlar modda almashinuvi va funktsiyasini o’zgartiradigan to’qimalar
shu gormon uchun “nishon” vazifasini bajaradi. Gormonlar moddalar
almashinuviga hamma tomonlama ta’sir ko’rsatadi. Gormonning ta’sir etish
mexanizmini tushunish uchun modda almashinuvining gormonal boshqarilishini
umumiy tomonlarini ko’rib chiqish lozim.
Hujayra tashqi boshqaruvchilari, shu jumladan gormonlarning quyidagi
ta’sir qilish usullari farqlanadi:
1) membranali;
2) membrana-hujayra ichki;
3) sitozolli yoki bevosita.
Gormonlarning membranali ta’sir qilish mexanizmi. Bu turda hujayra
membranasi bilan bog’lanib, glyukoza, aminokislota, ayrim ionlar uchun
membrananing
o’tkazuvchanligini
oshiradi.
Bunday
holatda
gormon
membrananing tashuvchi sistemasiga allosterik effektor sifatida ta’sir etadi.
Hujayra ichiga glyukoza va aminokislotalarning kirishi o’z navbatida hujayradagi
biokimyoviy jarayonlarga membrananing ikkala tomonidan ionlar tarqalishining
o’zgarishi elektr potentsiali va hujayraning funktsiyasiga ta’sir ko’rsatadi.
Membrana orqali ta’sir etish kamdan-kam alohida uchraydi. Masalan, insulin ham
membrana orqali (ayrim ionlar, glyukoza va aminokislotalar tashilishi uchun
membranada mahalliy o’zgarishlarni chaqiradi) va membrana hujayra ichki turdagi
ta’sirga ega bo’ladi.
Membrana hujayra ichki turdagi gormonlarning ta’sirida gormonlar bevosita
hujayra ichiga kira olmaydi va shu sababli hujayrani ichidagi kimyoviy vositachi
(ikkilamchi vositachi yoki ikkilamchi messenjerlar) orqali moddalar almashinuviga
ta’sir etadi. Messenjerlar hujayra ichidagi bog’lovchilarni kontsentratsiyasi
o’zgarishiga olib keladi. Messenjerlarni miqdori ularni hosil qiluvchi va
parchalovchi fermentlarni faolligiga bog’liq.
233
Gormon uchun membrana reseptorlari hujayra metabolizmini boshqarish
pultining o’ziga xos “knopka”lari hisoblanadi. Ular orqali hujayra ichki
boshqaruvchilari signal sistemalari (odatda fermentlar)ga hujayra ichki
vositachilarini hosil bo’lishi va kirishiga ta’sir etadi.
Hujayra tashqi regulyatorlari-siklik nukleotidlar hosil bo’lishiga ikki xil
signal sistema: adenilatsiklaza yoki guanilatsiklaza orqali ta’sir etadi. Ulardan
birinchisi sAMF, ikkinchisi esa sGMF hosil bo’lishini nazorat qiladi.
Adenilatsiklaza membranada joylashgan bo’lib, uchta o’zaro bog’langan
qismlardan tashkil topgan.
1) R-tashuvchi qism, membrana reseptorlaridan tashkil topgan va tashqi
tomonda joylashgan;
2) N-maxsus N-oqsildan tashkil topgan bo`lib, membrananing lipid qavatida
retseptor bilan katabolik qism o`rtasida bog`lovchi holatni egallaydi. N-oqsil GTF
ni bog`lovchi va parchalovchi qismlarga ega.
3) C-katalitik qism, ferment oqsili bo`lib, adenilatsiklazani o`zidir, uning
faol markazi hujayrani ichki tomoniga qaragan bo`lganligi sababli bu yerdagi ATF
ATF→ 3,5`-AMF+H
4
P
2
O
7
sxemasi ko`rinisida sAMFga aylanadi.
Adenilatsiklaza sistemasi qanday ishlaydi? Gormon reseptor bilan
bog`lanishi bilan gormon –reseptor kompleksi N-oqsil bilan bog`lanadi. Natijada
N-oqsilning konfiguratsiyasi o`zgaradi, to`g`rirog`i, N-oqsilda faol bo`lmagan
GDF GTFga almashinadi. N-oqsil-GTF kompleksi adenilatsiklazaning katalitik
qismini allosterik aktivatori bo`lib hisoblanadi. Adenilatsiklazaning faollashuvi
hujayra ichida ATFdan sAMF ishlab chiqilishiga olib keladi.
Adenilatsiklaza N-oqsil-GTF kompleksining hosil bo`lishini ta`minlovchi
gormon-reseptor kompleksi mavjud bo`lgan vaqt mobaynida faol bo`la oladi.
Gormon-reseptor kompleksi parchalanishi bilan uning N-oqsilga ta`siri to`xtaydi,
GTF GDF bilan anorganik fosfatga parchalanadi, qolgan N-oqsil-GDF kompleksi
esa adenilatsiklazani faollay olmaydi. Natijada sAMF ishlab chiqishi to`xtaydi.
Adenilatsiklazaning bunday tuzilgan sistemasi hisobiga gormon signalining
ko’p marotaba kuchayishi amalga oshadi. Hattoki, gormonning reseptor bilan
bog’langan bitta molekulasi ham adenilatsiklazani ishlashga majbur qiladi va u
barcha fermentlar singari sAMFning tez ishlab chiqarilishini ta’minlaydi.
Signalning kamida 10-100 marta kuchayishi amalga oshadi; har bir bog’langan
gormonga hujayra ichida 10-100 molekula sAMF hosil bo’lishi to’g’ri keladi.
Xuddi shunday yo’l bilan boshqa hujayraning tashqi regulyatorlari hujayra
ichida boshqa vositachi sGMF hosil bo’lishini amalga oshiradi. Bunday holatda
gormon-membrana
reseptori
kompleksi
guanilatsiklazani
faollaydi.
Adenilatsiklazadan farqli ravishda u hujayra membranasi bilan mustahkam
bog’lanmagan, shu sababli u bilan bog’langan retseptor membrananing lipid
qavatiga guanilatsiklaza bilan bog’lanish uchun kirib turadi. Guanilatsiklaza
foallanganda GTFdan sGMF ishlab chiqiladi.
Siklik nukleotidlar keyin sitoplazma va yadroning hamma qismlarida
joylashgan proteinkinazalarni faollaydi. Ikki turdagi proteinkinazalar mavjud:
sAMFga bog’liq va sGMFga bog’liq bo’lib, ular o’zlarining siklik nukleotidlarini
sintezlaydi.
234
sAMF-proteinkinazalar to’rtta subbirlikdan tashkil topgan: ikkitasi R-
regulyator bo’lib, ular bilan siklik nukleotidlar bog’lanadi va ikkitasi C-katalitik.
sAMF R-subbirlikka bog’lanib, tetramerni dissotsiyalaydi; bunda C-subbirlik
dimer holatida birlashadi va proteinkinazaning faol shakli hisoblanadi.
Faollashgan proteinkinaza oqsillarning fosforlanishiga olib keladi:
Proteinkinaza
Oqsil + ATF
Fosfoproteid + ADF
Turli xil proteinkinazalar har xil oqsillarni fosforillaydi.
Siklik nukleotidlarning biokimyoviy jarayonlarga ta’siri qanday to`xtaydi?
Bu maqsadda maxsus fermentlar bo`lib, ular siklik nukleotidlarning o`zini va
ularning ta’sirida hosil bo`lgan fosfoproteidlarni parchalaydi. Siklik nukleotidlar
gidrolizi fosfodiesterazalar orqali amalga oshadi:
+ H
2
0
3΄,5΄-AMF (yoki 3΄,5΄- GMF) 5΄- AMF (yoki 5΄- GMF)
fosfodiesteraza
Hosil bo`lgan oddiy AMF va GMF proteinkinazani faollash qobiliyatiga ega
emas. Hujayrada fosfodiesterazadan tashqari fosfoproteidfosfataza ham mavjud
bo`lib, fosfoproteidni quyidagicha parchalaydi
Fosfoproteid + H
2
0
oqsil + H
3
PO
4
Ikkala ferment ham – fosfodiesteraza va fosfoproteidfosfataza – hujayra
tashqi regulyatorlari ta’sirida modda almashinuvining o`zgarishini to`xtatadi.
Proteinkinazalarga misol tariqasida glikogen parchalanishini faollantiruvchi
mushak glikogenfosforilazasini faollanish mexanizmi va boshqarilishi batafsil
o`rganilgan. Uning ikki shakli tafovut etiladi: katalitik faol fosforilaza a va faol
bo`lmagan fosforilaza b. Ikkala fosforilaza ham ikkita bir xil subbirlikdan tashkil
topgan bo`lib, fosforillanish-defosforillanish jarayonida, ya’ni faollanish va
faolsizlanishga uchraydi.
Ca
2+
ionlari vositasida modda almashinuvining boshqarilish mexanizmi.
Boshqa vositachilardan farqli ravishda Ca
2+
ionlari o`zgara olmaydi, shu sababli
tashqi stimulga javob beradigan membrananing kaltsiyli signal sistemalari Ca
2+
ning faqatgina sitoplazmaga kirishini o`zgartira oladi. Ca
2+
ning hujayra ichidagi
miqdori juda kam – 10
-7
mol/l, hujayra tashqarisida esa 10
-3
mol/l. Ca
2+
ionlari
tashqi muhitdan membranadagi ikkita “kaltsiyli kanallar” orqali kiradi. Ca
2+
ionlarining oqimi hujayra membranasidagi Ca
2+
-ATF aza orqali boshqariladi, u
ATF energiyasi hisobiga Ca
2+
ni Na
+
o`rniga sitoplazmadan tashqi muhitga itarib
chiqaradi. Hujayra ichida Ca
2+
mitoxondriya matriksida, mushak to`qimalarida
sarkoplazmatik retikulumda to`planadi.
Tashqi muhitdan kirgan yoki turli xil stimullar ta’sirida hujayra ichki
deposida to`plangan kaltsiy sitoplazmaning regulyator vazifasini bajaruvchi Ca
bog`lovchi oqsillari bilan ta’sirlashadi. Bunday Ca-bog`lovchi oqsil kalmodulindir
(KM). Ca
2+
∙KM kompleksi turli xil fermentlar faolligini o`zgartiradi (modullaydi)
va hujayraning biokimyoviy funktsiyalarini o`zgarishiga olib keladi (shuning
235
uchun kalmodullin nomi berilgan). Umuman Ca
2+
vositasida boshqarilish taxminan
quyidagi sxema bo`yicha boradi:
hujayra tashqi omili → membrana retseptori → signalli kaltsiy sistemasi
(Ca
2+
- ATFazalar) → kaltsiyning sitoplazmaga kirishi → Ca
2+
∙KM regulyator
kompleksining hosil bo`lishi → ferment faolligining o`zgarishi → hujayra
funktsiyasining o`zgarishi.
Siklik nukleotidlarga ta’sir etuvchi tabiiy moddalar (fosfolipid hosilalari)dan
tashqari fosfodiesterazali dori preparatlari ham ta’sir ko`rsatishi mumkin.
Fosfodiesterazalarning aktivatorlari bu gormon va mediatorlarning ta’sirini
pasaytiradi. Tibbiyotda bu imkoniyatdan foydalangan holda fosfodiesterazaning
ingibitorlari qo`llaniladi. Ularga kofein, teofillin, teobromin, eufillin kiradi. Bu
preparatlar sAMF ning, trental esa sGMF ni hosil bo`lishini oshiradi.
Sitozolli ta’sir mexanizmi. Sitozolli ta’sir etish plazmatik membrananing
lipid qavati orqali o`ta oladigan gormonlar uchun xos bo`lib, ular fizik-kimyoviy
xossalariga ko`ra lipofil moddalar, masalan, steroid gormonlar uchun xos bo`ladi.
Sitozolli gormonlar hujayra ichiga o’tib sitozoldagi retseptorlar bilan
kompleks hosil qiladi. Retseptorlar bilan gormon kompleks holatida hujayradagi
fermentlar miqdorini boshqarib, yadro xromosomasidagi gen faolligiga tanlab
ta’sir ko’rsatadi va shu bilan hujayradagi modda almashinuvi hamda funktsiyasini
o’zgartiradi. Hujayra ichiga kirgan gormon fermentlar miqdorining boshqarilish
mexanizmida o’zi ishtirok etgani uchun membrana- hujayra ichki ta’sirdan farqli
ravishda bevosita yo’l hisoblanadi.
Steroid gormonlar va yodtironinlar hujayra membranasidan o’tib sitozol
retseptorlari bilan bog’lanadi va ular orqali hujayra metabolizmiga regulyatorlik
ta’sirini o’tkazadi.
Gormon-retseptor
birlamchi
kompleksi
sitoplazmaga
sitoretseptori
molekulasining qayta qurilishi natijasida faollanadi. Gormon- retseptor kompleksi
“faollangan” ko’rinishida yadro membranasi orqali yadro xromosomalariga kira
oladi va ular bilan ta’sirlashadi. Gormon- retseptor kompleksi xromatinning
regulyator oqsillari (gistonlar, giston bo’lmagan oqsillar) yoki DNK bilan
bog’lanib, hujayra bo’linishini yoki bo’linmaydigan hujayralarda “o’zlarining”
genlarini transkripsiyasini va spetsifik oqsillarining sintezini boshqaradi. Har bir
gormonning spetsifik ta’siri shu bilan aniqlanadi.
Steroid gormonlar faqat xromosomadagi genlarning faolligiga ta’sir etar
ekan, ular uchun hujayraning o’sishi va differentsiyalanishi, ya’ni organizmning
rivojlanishi xos bo’ladi.
Do'stlaringiz bilan baham: |