13-mavzu: hujayraga signal transduktsiya sistemasi haqida asosiy ma’lumotlar reja

Yuqumli kasalliklar patogenezida adenilattsiklaza sistemasining ishtiroki.

Boshqaruv signallari ta’siridan keyin hujayra funktsiyalarining o’zgarishlari effektor – oqsillar (retseptorlar, fermentlar va boshqalar) molekulalarida kovalent modifikatsiyalar amalga oshishi natijasida yuzaga keladi. Retseptor orqali signal uzatilishida, ya’ni ligandning effektorga bog’lanishi postretseptor bosqichdagi amalga oshuvchi jarayonlar davomida bir nechta kaskadlar yordamida modifikatsiyalanishi kuzatiladi.
Qayd qilib o’tish kerakki, me’yoriy va patologik holatlarda hujayralarda oqsillarning allosterik boshqaruvchisi sifatida GTP muhim ahamiyatga ega hisoblanadi, shuningdek asosiy oqsil molekulalarining qaytar tarzda fosforlanish jarayoni xam umumbiologik nuqtai nazardan muhim o’rin tutadi.
Hujayra ichki jarayonlarining boshqarilishida tizimning mukammal funktsiya bajarishi ayniqsa patologik holatlarda yaqqol ko’zga tashlanadi. Aynan hujayra ichki signal uzatilish mexanizmlarida amalga oshuvchi buzilishlar ko’pgina infektsion kasalliklar patogenezi jarayonida muhim ahamiyatga ega. Shuningdek, o’sma hujayralarining nazorat qilib bo’lmaydigan darajadagi ko’payishini belgilab berishi qayd qilingan.
Hujayralar funktsiyalarining boshqarilishi xususiyatlarini qarab chiqishda nisbatan batafsil o’rganilgan adenilatkinaza tizimi bo’yicha ma’lumotlarni tahlil qilish maqsadga muvofiq hisoblanadi .
Retseptorlarga qo’zg’atish beruvchi ta’sirlarning adenilatkinaza tizimiga (ATs) ta’siri bevosita G_S – oqsil molekulasi orqali amalga oshadi. Fermentlar va ion kanallarining fosforlanishi ularning funktsiyasida keskin va tezkor tarzdagi o’zgarishlar amalga oshishiga olib keladi. Transkriptsiya omili – CREB ning fosforlanishi hujayrada maxsus oqsil molekulalarining genlari transkriptsiyasi jarayoniga turtki beradi va bu funktsiyalardagi o’zgarishlar nisbatan uzoq vaqt davomida saqlanib qolishi kuzatiladi.
Birinchidan, singal uzatilishida transmembranaviy jarayon bosqichida singalning o’zgarishlariga katta e’tibor qaratish talab qilinadi. Hujayra ichki qismida vositachi (ikkilamchi) sifatida boshlang’ich signal manbasidan (masalan, gormon) keskin farq qiluvchi kimyoviy birikmalar (ushbu holatda sAMF) markaziy o’rinni egallaydi. Ikkinchidan, signal uzatilishi jarayonida kaskadlar orqali signalning kuchaytirilishi amalga oshadi. Gormonning bitta molekulasi orqali faollashgan retseptor bir nechta G oqsil molekulasiga ta’sir ko’rsatishi mumkin. O’z navbatida keyingi bosqichlarda signalning ko’p martobalik kuchaytirilishi fermentlar tizimi orqali amalga oshadi (adenilatkinaza, proteinkinaza), bu fermentlar bitta allosterik regulyator ta’siriga javoban ko’plab miqdordagi maxsulot molekulalarini xosil qilish xususiyatiga ega hisoblanadi. Uchinchidan, signal uzatilishi jarayonida hujayrada molekulyar darajadagi ajratuvchi tizimlar mavjud hisoblanadi.
Signallarning uzatilishi navbatdagi molekulyar ajratuvchi tizimlar xususiyatlariga bog’liq holatda bir nechta bosqichda amalga oshadi.
Ularga α-subbirliklarning GTPaza faolligi, sAMRni parchalanishini katalizlovchi fosfodiesteraza va nihoyat proteinkinaza ta’sirida modifikatsiyalangan oqsillarning defosforlanishi amalga oshishida ishtirok etuvchi proteinfosfotazalar kiritiladi. Bu molekulyar ajratuvchi tizimlarning har biri o’ziga xos xususiy boshqaruvchi molekulalar yig’indisiga ega hisoblanadi, bunda ushbu tizimlar orqali hujayra ichki qismidagi nozik tarzda amalga oshuvchi regulyatsiya jarayonlari va yakuniy holatda ta’sirga nisbatan javob reaktsiyasi amalga oshishi haqidagi axborotlar bo’yicha ma’lumot beradi.
Gormonlar yoki neyromediatorlar ta’sir qiluvchi retseptorlar orqali signal uzatilishi adenilattsiklaza ferment (ATs) bilan GTR – bog’lovchi oqsil molekulasi (G-oqsili) – adaptor molekula yordamida bog’lanishi aniqlangan. Bunda ATs faolligiga ta’sir xususiyatiga ko’ra G-oqsillar qo’zg’atuvchi – G_S yoki ingibirlovchi – G_i turlarga bo’linadi. G-oqsillar 3 ta subbirlik – α, β va γ subbirliklardan iborat. Bunda oxirgi ikkita subbirlik bir butun holatda funktsiya bajarishi aniqlangan. Nofaol holatdagi G-oqsili GDP bilan bog’liqligi qayd qilingan.
Ligandning bog’lanishi natijasida retseptorning molekulasida konformatsion o’zgarishlar amalga oshadi, bunda G-oqsil molekulasi bilan bog’lanish sohasi yuzaga keladi. «Faollashgan retseptor – G-oqsili» ko’rinishidagi kompleks xosil bo’lishi GDP va GTR o’rtasidagi almashinuv reaktsiyasi hamda β va γ komplekslarining ajralishi jarayoniga olib keladi. Natijada G-oqsili molekulasida ATs bilan bog’lanish sohasi shakllanadi, va ATs ATRdan tsiklik adenozin monofosfat (sAMR) sintezlay boshlaydi. G-oqsili GTRaza fermenti hisoblanib, GTR ni GDR va R_i ga parchalanishini ta’minlaydi va signal uzatilib bo’lgandan so’ng βγ kompleksining qayta birikishidan yana nofaol holatga qaytadi. G-oqsili molekulyar vaqtni belgilovchi vosita bo’lib, ATsning faol holatda bo’lish davri davomiyligini belgilab beradi.
Hujayra ichki qismida sAMR kontsentratsiyasining ortishi fosforlovchi oqsil – proteinkinaza A ferment molekulasining allosterik tarzda faollashishiga olib keladi. Proteinkinaza A struktura tuzilishiga ko’ra tetramer holatda bo’lib, 2 ta regulyator (R₂) va 2 ta katalitik subbirliklardan (K₂) tashkil topgan. sAMR ning 4 ta molekulasi bilan bog’langanidan keyin dimerlar (1) dissotsiatsiyalanadi va katalitik subbirliklar kompleksi proteinfosforlanish jarayonini katalizlashi boshlanadi (2).