3.2.5. Инактивация рецепторного сигнала

Инактивация клеточного ответа на рецепторный сигнал обеспечивает его высокую специфичность и позволяет адаптировать клетку к изменяющимся внешним воздействиям.

Классификация кинетических механизмов инактивации клеточного ответа:

I.Механизмы, приводящие к уменьшению концентрации лиганд-рецепторных комплексов.

а) Диссоциация лиганд-рецепторных комплексов (например за счет уменьшения концентрации лигандов в растворе вследствии разрушения лиганда ферментами).

б) Повышение константы скорости диссоциации лиганд-рецепторного комплекса (активация рецептора).

в) Изменение концентрации свободных или связанных рецепторов на мембране (эндоцитоз и экзоцитоз).

II.Механизмы инактивации сопряжения лиган-рецепторного комплеска с ферментами.

а) Самоинактивация -субъединицыG-белка (ГТФ-азная активность-субъединицы).

б) Десенситизация ферментной системы (процессы фосфорилирования-дефосфорилирования, метилирования-деметилирования рецептора, G-белков, ферментов и т.д.).

III. Инактивация фермента, синтезирующего ключевые регуляторы клеточного ответа.

Например, инактивация вторичным мессенджером – арахидоновой кислотой – ферментов синтеза эйкозаноидов (простагландинов, тромбоксанов, липоксинов и т.д.)

IV. Взаимодействие лиганда с различными типами рецепторов:

стимулирование клеточного ответа,

ингибирование клеточного ответа,

не влияет на клеточный ответ.

3.3. Дискриминация моделей и определение параметров рецепторного связывания

1) Использование ингибиторов рецепторов (конкурентные антагонисты).

2) Ингибирование мембранного транспорта (разрушение клеток).

3) Уменьшение мембранного транспорта пептидных фрагментов.

4) Уменьшение эндоцитоза (мембранные стабилизаторы).

5) Увеличение проницаемости мембран (пермиолизаторы).

6) Использование димеров лигандов (димеры труднее диффундируют).

7) Использование ингибиторов макроэргов (уменьшение скорости энергозависимых процессов транспорта и деградации ферментов).

8) Ингибирование ферментов (уменьшение скорости деградации лигандов).

9) Добавление ионов металлов (меняют аффинность рецепторов).

10) Изменение pH, ионной силы, температуры (влияет на транспорт, деградацию, связывание и пр.).

3.3.1. Диффузия рецепторов

Внутриклеточные рецепторы – трехмерная диффузия.

Поверхностные рецепторы – двухмерная диффузия (по поверхности мембраны).

3.3.2. Связываение нескольких молекул лиганда с одним рецептором

Если сродство меняется – кооперативное связывание:

(3.8)

Если сродство возрастает - положительная кооперативность, если убывает - отрицательная кооперативность.

При сильно выраженной положительной кооперативности лиганд рецепторное взаимодействие описывается схемой

(3.9)

При условии избытка концентрации лиганда схему (3.9) описывает следующее дифференциальное уравнение:

(3.10)

Решение данного уравнения:

(3.11)

Анализ кинетических кривых проводят в соответствующих координатах:

1) Координаты Хилла.

(3.12)

Тангенс угла наклона () связан со степенью коопретивности:

 > 1 положительная кооперативность,

 < 1 отрицательная коперативность,

 = 1 отсутствие кооперативности.