- Bơm Na+/K + adenosin triphosphatase (ATPase).
4.receptor vμ yếu tố truyền tin thứ cấp
4.1. Truyền thông hoá học (chemican communication)
4.1.1 Phát tín hiệu nội tiết
* Sự phát tín hiệu nội tiết (endocrin signalling) xảy ra khi các tế bμo/cơ quan giải phóng các chất hoá học
hay hormon vμo dòng máu để đi đến các tế bμo hay cơ quan đích; các cơ quan nμy nhận diện chúng thông qua các receptor đặc hiệu (receptor + cảm thụ quan).
* Receptor lμ những protein trên mμng bμo t−ơng hoặc ở bên trong tế bμo. Receptor có các vị trí nhận diện vμ gắn hormon. Phản ứng gắn gây nên một sự biến đổi trong receptor, cho phép nó truyền thông tin gắn hormon trên tế bμo.
* Ví dụ về hormon: adrenalin, insulin, các hormon sinh dục vμ hormon tuyến giáp. * Paracrin vμ Autocrin.
* Khi sự tiết hormon vμ các tế bμo đích ở gần nhau hay rất sát nhau thì sự phát tín hiệu gọi lμ sự phát tín hiệu pracrin.
* Sự phát tín hiệu autocrin lμ sự giải phóng một chất hoá học tác động lên chính tế bμo đã giải phóng ra nó.
* Yếu tố tăng tr−ởng (growth factors) th−ờng lμ các hormon paracrin hay autocrin. Đôi khi, một chất hoá học- nh− adrenalin- vừa lμ endrocrin vừa lμ paracrin.
4.1.2. Tác dộng của tín hiệu
Các tín hiệu hoá học hay các hormon hoạt động trên các repto mμng bμo t−ơng th−ờng tan đ−ợc trong n−ớc (Insulin, adrenalin, ... ) vμ gây nên sự đáp ứng t−ơng đối nhanh (tính bằng giây hay phút).
Các chất hoá học hoạt động bên trong tế bμo th−ờng tan đ−ợc trong lipid (cortisol, vitamin D... ), lμm cho chúng v−ợt qua mμng t−ơng bμo một cách dễ dμng. Tác dụng của chúng chậm hơn vμo lúc khởi đầu (tính bằng giờ hay ngμy), vì các reptor của chúng tác động vμo sự biếu hiện gen (gene expression), sau đó ảnh h−ởng đến sự tổng hợp Protein.
4.1.3. Receptor
4.1.3.1. Các receptor phát hiện các chất hoá học. Receptoe gắn các hormon với những đặc điểm sau:
- Chọn lọc (binding celectivity) - ái lực cao (highaffinity) - Thuận nghịch (reversibility) - Đặc hiệu về hiệu lực (effecificity)
Ví dụ về hiệu lực đặc hiệu: hoạt động của adrenalin. Hormon nμy gây nên sự thoái hoá glycogen vμ giải phóng glucose trong các tế bμo gan còn trong các tề bμo thần kinh có thể gây nên xung điện (electrical impulse).
4.1.3.2. Các receptor màng là những Protein xen cài trải khắp màng.
- Trên bề mặt ngoμi tế bμo th−ờng lμ vùng (domain) tận cùng N; mặt trong của mμng lμ vùng xoắn kỵ n−ớc vμ tận cùng C kéo vμo cytosol.
- Các receptor mμng th−ờng nối với những hệ thống chuyển tín hiệu khác nhau (signal transduction systems):
- Protein G - Các kênh ion - Enzym
4.1.3.3. Receptor gắn Protein G (G - Protein linked receptor). Adrenalin gắn vμo một số receptor subtype: α1, α2, β1 vμ β2
Ví dụ: β2 - adrenergic receptor nhận diện cả adrenalin vμ yếu tố dẫn truyền thần kinh noradrenalin, vμ
một số hợp chất nhân tạo (nh−, isoprenalin)
Hệ thống chuyển thông tin receptor β2 - adrenergic (β2 - adrenergicreceptor message transduction system) thì khá đặc biệt. Bản thân receptor có 7 vòng xoắn trải khắp màng và đ-ợc xếp nội trong màng (H.12).
Nhờ đó nó có thể đọc đ−ợc tính đặc hiệu để receptor gắn chất hoá học.
Sau khi chất hoá học đã gắn rồi, receptor t−ơng tác với những thμnh phần khác của mμng : các Protein G, vμ enzym adenylate cyclase
C-terminal
N-terminal
H.12 − Cấu trúc điển hình của receptorgắn Protein Gvới 7 vòng xoắn xuyên mμng (ví dụ: β − adrenergic receptor)
4.2 Hệ thống tín hiệu thứ hai
4.2.1. Protein G (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Protein G lμ một Protein xen cμi gắn chặt vμo mμng phía bμo t−ơng. Nó gắn GTP (guanosine triphosphat) với ái lực cao.
Protein G cấu tạo bởi 3 tiểu đơn vị: ().() vμ () (trọng l−ợng phân tử lần l−ợt vμo khoảng 42, 35, 10 kDa) Tiểu đơn vị () có thể gắn GDP (guanosinen diphosphat) vμ GTP. (H.13)
4.2.2. Adenylate cyclase
Đây lμ Protein thứ 3 xen cμi mμng. nó có một vị trí gắn ATP trên bề mặt phía bμo t−ơng của mμng. Khi enzym đ−ợc hoạt hoá sẽ chuyển ATP thμnh AMP vòng (cAMP) (H.13)
Khi không có hormon,Protein G gắn GDP vμ adenylate cyclase bị bất hoạt. Nh−ng khi hormon gắn vμo vị trí gắn của nó trên receptor bị thay đổi vμ gắn Protein G. GDP rời ra, nh−ờng cho GTP gắn vμo.
Sau đó, Protein G phân ly thμnh các tiểu đơn vị G() vμ G(). Tiểu đơn vị G() gắn vμo adenylate cyclase lμm cho enzym đ−ợc hoạt hoá vμ chuyển ATP thμnh cAMP.
H.13 − Hoạt hoá receptor (R) của Adenylate Cyclase
Sự hoạt hoá adenylate đ−ợc kết thúc nhanh chóng bằng sự thuỷ phân GTP thμnh GDP, dẫn đến tái lập lại hệ thống cho sự kích thích tiếp theo.
4.2.3. Protein kinase
- Trong tế bμo. cAMP khởi động các quá trình phosphoryl hoá Protein bằng cách gắn vμo Proteinkinase
Khi cANP gắn vμo, kinase phân ly thμnh 2 tiểu đơn vị: một điều hoμ vμ một xúc tác (H.14). Sau đó ,kianse có thể phosphoryl hoá các Protein khác bằng cách chuyển nhóm phophat tận cùng của ATP cho các mẩu serin, threonin hay tyrosin của Protein cơ chất.
Kết quả cuối cùng của quá trình nμy lμ các sản phẩm tạo thμnh nhờ các quá trình hoạt động của các kinase, nh−:
Sự phosphoryl hoá glycogen trong gan vμ cơ, sự thuỷ phân của triacylglycerol thμnh acid béo vμ
H.14 − Hoạt động của Protein kinase
- Dây chuyền nμy lμ hệ thống cực kỳ hiệu quả đối với sự khuyếch đại tínhiệu; bởi vì việc gắn một phân tử adrenalin duy nhất đã dãn đến sự hoạt hoá các phân tử adenylate cyclase, vμ tạo ra nhiều phân tử cAMP. (H.15)
H.15 − Nguyên tắc khuyếch đại tín hiệu
4.2.4 Protein G ức chế (Inhibitory G Proteins)
- Protein G ức chế cũng có ở trong mμng. Chúng đ−ợc hoạt hoá để ức chếviệc sản xuất cAMP.
Chúng đ−ợc hoạt hoá bởi các hormon vμ receptor khác.
Các Protein G nμy có các tiểu đơn vị G() những tiểu đơn vị G() thì khác - gọi lμ G(). G() gắn GTP khi đ−ợc hoạt hoá, nh−ng ức chế adenylate cyclase.
Ví dụ, adrenalin thông qua () - receptor của nó, kích thích sản xuất cAMP; trong khi đó, adenosin dẫn truyền thần kinh (neurotransmitter adenosine), thông qua receptor của nó - Alreceptor- , lại ức chế sản xuất cAMP, nh−ng adenoisne A2 - receptor lại kích thích sản xuất cAMP.
Chú ý: choleratoxin, do vi khuẩn vibrio cholerae sản xuất, hoạt hoá không thuận nghịch G(), lμm cho nó không thẻ thuỷ phân GTP thμnh GDP, dẫn đến cAMP tăng cao liên tục trong liên bμo ruột, lμm ứ ngập Na+ vμ
H2O vμo trong mμng ruột ((intestinal lumen), ỉa chảy nặng vμ có thể chết do mất n−ớc.
4.2.5. Ví dụ khác về cơ quan truyền tin thứ 2 (second messenger): inositol triphosphate (ip3 vμ
diacylglycerol (dag) Ip3 vμ DAG sinh ra do sự hoạt hoá receptor mμng bởi hormon, chẳng hạn thông qua tác động của adrenalin lên () 0 receptor, hay lμ tác động của chất dẫn truyền thần kinh acetycholin
(neurotransmitteracetyl choline) trên receptor holinergic muscarinic.
(muscarinic cholinergicreceptors). Receptor đã đ−ợc hoạt hoá gắn vμo Protein G ở mμng, dẫn đến hoạt hoá enzym gắn mμng phosphatlipace C (PLC), lμm thuỷ phân phosphatidyl - inositon - 4,5 biphosphate (PIP2)
IP3 khuyếch tán vμo cutosol vμ gắn vμo 1 receptor trên ER, lμm giải phóng Ca2+ tự do vμo trong bμo t−ơng. Các ion giúp đỡ cho những quá trình nọi bμo nh− quá trình exocytosis hay quá trình đ−ờng phân.