Структура и биосинтез низкомолекулярных соединений презентация

Липиды
Стероиды
Производные полиненасыщенных жирных кислот
Производные аминокислот
Нуклеотиды
Белково-пептидные
Сигнальные соединения
Фосфолипиды
Сфинголипиды

Гормоны производные аминокислот:
Производные тирозина

Тиреоидные гормоны
Рецепторы (TRα,β) – транскрипционные факторы надсемейства ядерных рецепторов
адресный элемент
эффекторный элемент
Регуляция развития, энергообмена

Прямой и опосредованный контроль биосинтеза тиреоидных гормонов
Прямой генетический контроль:
Ген - мРНК - препроГормон – проГормон (тироглобулин)
Секреция в полость фолликула
Опосредованный генетический контроль:
(ген)n - (мРНК)n - ферменты –Гормон

Дийодтирозил
Na+
I-
I-
Т и р о г л о б у л и н
Na+/I--котранспортер
K+
Na,K-АТФаза
Na+
Пендрин
Базолатеральная поверхность
Апикальная поверхность
Фолликулярная
клетка
Полость фолликула
ТП
I
ТП
ТП
Тироксин
Тетрайодтиронил
Йодтирозил
Тирозил
Катепсины
Биосинтез тиреоидных гормонов
ТП - тиропероксидаза
ТГ
ТТГ
цАМФ
ПК-A
CREB [и др.]
Промоторы
ТП, ТГ
Экспрессия генов
Надсемейство рецепторов, сопряженных с G-белками

Биосинтез катехоламинов

Гормоны производные аминокислот:
Производные триптофана

Сигнальные соединения – производные триптофана
Рецепторы (серотонин) – 5-HT3 (ионный канал) и 5-HT1(2,4,6,7) (рецепторы, сопряженные с G-белками);
(мелатонин) – Mel-1A(B)-R – рецепторы, сопряженные с G-белками; ROR (предположительно) – транскрипционные факторы надсемейства ядерных рецепторов
Мелатонин
Пролактин
Гонадолиберин
Ингибирование размножения
(половое созревание, сезонные и циркадные ритмы)
Иммунная система
Просветление покровов
Агрегация меланосом в меланофорах

Серотонин
Серотонин мозга:
Стимуляция секреции пролактина
Стимуляция секреции вещества Р в мозге
Серотонин тромбоцитов:
Усиление свертываемости крови
Стимуляция воспалительной и аллергической реакций
Серотонин энтероцитов:
Усиление перистальтики ЖКТ
Усиление секреторной активности ЖКТ
Функции серотонина

Биосинтез серотонина и мелатонина
Наступление темноты
норадреналин
цАМФ
ПК-A
CREB
мРНК
Диурнальный ритм экспрессии лимитирующего фермента биосинтеза мелатонина, N-ацетилтрансферазы
CRE
N-ацетил-
трансфераза
Регуляция биосинтеза мелатонина

Другие сигнальные соединения производные аминокислот

Рецепторы (HH1(2,3,4)R) – рецепторы, сопряженные с G-белками
Воспалительная реакция
Сокращения гладкомышечных клеток кишечника и бронхов, вазодилатация
Желудочная секреция
Производное гистидина

Глутаминовая кислота и ее производное ГАМК
Рецепторы (глутамата) – ионные каналы (GluR-1(2,3,4,5,6,7)) и метаботропные, сопряженные с G-белками (mGluR1(2-8));
(ГАМК) –ионные каналы (GABAA/C) и метаботропные, сопряженные с G-белками (GABAB)
Глутаминовая кислота и ее производное

Рецепторы (GlR) – ионные каналы

Другие азотистые сигнальные соединения

Ацетилхолин – четвертичное аммониевое соединение
Рецепторы – ионные каналы (NAChR) и метаботропные, сопряженные с G-белками (CHRM1(2-5))

Рецепторы (аденозин) – сопряженные с G-белками (A1(2,3));
(АДФ и АТФ) – ионные каналы (P2X) и
метаботропные, сопряженные с G-белками (P2Y)
УДФ может действовать через рецептор, общий с рецептором цистеинильных лейкотриенов (UDP/CysLTR)
Нуклеотиды с сигнальными функциями

ЦНС:
нейропротекторное, седативное действие
Сердце и сосуды:
отрицательные хроно- и инотропный эффекты,
расслабление коронарных артерий,
сужение аорты и легочных артерий
вазоконстрикция
Почки:
снижение клубочковой фильтрации,
ингибирование секреции ренина.
ЖКТ:
Снижение пееристальтики кишечника
Поджелудочная железа:
Снижение продукции инсулина
Функции аденозина

Липидные сигнальные соединения

Липидные сигнальные соединения
Стероиды
C21-стероиды (прегнаны): прогестины, глюкокортикоиды, минералокортикоиды
C19-стероиды (андростаны): андрогены
C18-стероиды (эстраны): эстрогены
C27-стероиды (холестаны): 1α,25-дигидроксивитамин D3, экдизоны, оксистерины
С23/24-стероиды: желчные кислоты, сердечные гликозиды
Производные жирных кислот
Ретиноиды
Ювенильные гормоны
Эйкозаноиды: простагландины, тромбоксаны, лейкотриены
Гидроксипроизводные полиненасыщенных жирных кислот
Эндоканнабиноиды
Эндованиллоиды
Фосфолипиды
Сфинголипиды

Гормоны липидной структуры:
СТЕРОИДЫ
Рецепторы –
транскрипционные факторы надсемейства ядерных рецепторов

адресный элемент
эффекторный элемент
Прогестерон: инициация и поддержание беременности; развитие молочной железы; регуляция овариального цикла
Ошибка в учебнике

адресный/ вспомогательный элемент
адресный элемент
эффекторный элемент
вспомогательный элемент
Глюкокортикоиды: регуляция белкового, липидного и углеводного обмена, стрессорная реакция; минералокортикоиды: регуляция водно-солевого обмена

Регуляция функций мозга (в период беременности)

DHEAS – аллостерический антагонист ГАМК-Рц
DHEA и DHEAS – аллостерические агонисты опиатных Рц сигма1
DHEA – агонист ядерных Рц PPARα и PXR, активатор Ca2+-зависимых K+-каналов, усилитель действия АТФ на Рц пуринов P2X
Адресный элемент
Эффекторный элемент

Предполагается, что в основе избирательности действия стероидных анаболиков лежат тканевые различия в экспрессии разных коактиваторов. Анаболик слабо рекрутирует коактиваторы из репродуктивных тканей и эффективно – из нерепродуктивных тканей. Полный агонист (DHT) эффективен в равной мере
Причины различий андрогенного и анаболического действия тестостерона и 5-альфа-дигидротестостерона

5α-андрост-16-ен-3-он: сигнал для самок к спариванию;
5α-андрост-16-ен-3α-ол и 5α-андростан-3α-ол (обратные агонисты): регуляция метаболизма эндо- и ксенобиотиков
Феромоны на основе андростана

Диэтилстильбэстрол, тамоксифен – Рц, родственные Э-Рц (ERRαβγ)
Адресный элемент
Эффекторный/
адресный элемент
Эстрогены: развитие репродуктивного тракта, молочной железы; подготовка к спариванию; регуляция овариального цикла
Ошибка в учебнике

Мобилизация холестерина
АХАТ = ацил-коэнзим А:холестеролацилтрансфераза
StAR = стероидогенный белок быстрой регуляции
Наследственная липоидная гиперплазия коры надпочечников
StAR

Тропный гормон
цАМФ
ПК-A
Фосфорилирование субстратов
Ангиотензин II
мРНК StAR
АКТГ
цАМФ
Ca2+
ПК-A
CaMKII(?)
CREB
SF-1
Регуляция мобилизации холестерина
Рецептор, сопряженный с G-белками

Регуляция активности StAR на посттрансляционном уровне фосфорилированием
PKA – протеинкиназа A; MEK – киназа MAPK/ERK; ERK – киназа, регулируемая внеклеточными сигналами; Ras – малая ГТФаза

Ферменты биосинтеза стероидов

надпочечники новорожденного с ВГН
ПОЧКА

Эндокринная регуляция кортикотропной оси
Нейропептид Y
КРГ
Вазопрессин
АКТГ
Холестерин
Прегненолон
ДГА
Кортизол
Лептин
Превращение в активные А и Е, контроль репродуктивных функций
Кортизол
Клетка коры надпочечников

Адресный элемент
Эффекторный элемент
1α,25-(OH)2-D3: регуляция обмена кальция
14
Структура гормональных производных холестана (С27)
Экдизоны: Стимуляция метаморфоза членистоногих и насекомых

Биосинтез гормонально активной формы витамина D3
Механизм преимущественного синтеза 1,25(OH)2D3
в проксимальных канальцах почек
Печень
Почки
DBP-белок, связывающий витамин D

Ферменты биосинтеза стероидов

С23/24-Продукты обмена холестерина с сигнальными функциями
С23/24-стероиды:
желчные кислоты (ядерные рецепторы FXR, LXR)
сердечные гликозиды (уабаин, маринабуфагенин) (Na/K-АТФаза через ассоциированные протеинкиназы)

Желчные кислоты (ядерные рецепторы FXR):
компоненты системы переваривания липидов, регуляторы обмена холестерина;
Окисленные производные холестерина (ядерные рецепторы LXR):
регуляторы обмена желчных и жирных кислот и холестерина

С23/24-стероиды

Регуляция ферментов биосинтеза желчных кислот

Женские вегетативные гифы
антеридиол
Мужские вегетативные гифы
Формирование антеридиальных ветвей
оонигол
Формирование женских половых органов
движение мужских половых клеток

Производные жирных кислот:
Ретиноевая кислота
Ювенильные гормоны насекомых
Окисленные производные арахидоновой кислоты
Эйкозаноиды
Эндоканнабиноиды
Эндованиллоиды
Фосфолипиды
Сфинголипиды

ретиноид
Ретиноид-зависимые эффекты
T3-зависимые эффекты
ретиноид
T3
Регуляция закрытия нервной трубки, развития передне-задней ассиметрии
Регуляция активности моторных нейронов
Регуляция процессов памяти и пространственного восприятия
Участие в дифференцировке слизистых оболочек
Регуляция роста костей и мягких тканей

Биосинтез ретиноевой кислоты
Ретинальдегидрогеназа
Алкогольдегидрогеназа

Торможение метаморфоза

Жирные кислоты
Сродство к PPARγ
Жирные кислоты: регуляция собственного обмена, обмена желчных кислот, холестерина, глюкозы, воспалительной реакции
Рецепторы (PPARα/βδ/γ и HNF4α) –транскрипционные факторы надсемейства ядерных рецепторов;
GPCR – надсемейство рецепторов, сопряженных с G-белками
(Эйкозатетраеновая кислота)

Рецепоторы жирных кислот надсемейства рецепторов, сопряженных с G-белками

Эйкозаноиды
(PG – простагландин)
Простагландины:
Стимуляция сокращений матки, бронхов, миокарда
Подавление желудочной секреции, агрегации тромбоцитов, тонуса сосудов
Стимуляция воспалительного процесса, гликолиза
Лизис желтого тела яичника
Тромбоксаны:
Физиологические антагонисты простагландинов в действии на агрегацию тромбоцитов и вазоконстрикцию
Лейкотриены:
Стимуляция дыхания, сокращений кишечника
Противовоспалительное действие
Надсемейство рецепторов, сопряженных с G-белками

введение каннабиноидов
Снижение локомоции
анальгезия
гипотермия,
орексигенное действие
каннабиноиды
подавление экспрессии КРГ
сенситизация рецепторов орексинов
рост потребления пищи
блуждающий нерв (подавление чувства насыщения)
Жировая ткань, печень: жирная пища →эндоканнабиноиды→липосинтез
CB1
CB1
CB2
CB1
CB1
CB2
Иммунная система: воспалительная реакция
Рецепторы (CB1/2) – надсемейство рецепторов, сопряженных с G-белками
Структура (-)-Δ9-тетрагидроканнабинола
(Cannabis sativa(марихуаны))
и некоторых эндоканнабиноидов
1) эфиры арахидоновой и других жирных кислот с глицерином
2) амидные производные арахидоновой и других жирных кислот

Рецептор (TRPV1) – неселективный катионный канал быстрого рецепторного потенциала ваниллоидного типа 1
Эндованиллоиды
Ненасыщенные N-ацилдофамины
Липоксгеназные продукты арахидоновой кислоты
Амидные производные эндоканнабиноида анандамида
Структура эндованиллоидов
(эндогенные производные капсаицина перца)
Функции:
Гиперальгезия (особенно воспалительная)

Фосфолипиды

Фактор, активирующий тромбоциты (PAF) (1-O-алкил-2-ацетилглицеро-3-фосфохолин ):
ФУНКЦИИ:
Провоспалительные эффекты: хемотаксис, адгезия, миграция, секреторная активность лейкоцитов
Рецептор (PAFR) – надсемейство рецепторов, сопряженных с G-белками
1-Пальмитоил-2-олеоил-sn-глицерол-3-фосфохолин
ФУНКЦИИ:
Индукция ферментов β-окисления жирных кислот и кетогенеза в печени
Рецептор (PPARα) – надсемейство ядерных рецепторов
Фосфолипиды

Основные группы сфинголипидов и их роль в передаче сигнала
Сфингомиелин
Гликосфинголипиды

Сфинголипиды
Сфингозин-1-фосфат
ФУНКЦИИ:
Стимуляция жизнеспособности , пролиферации, подвижности клеток,
воспалительной реакции
Рецепторы (S1PR1-5) – надсемейство рецепторов, сопряженных с G-белками

Регуляция биосинтеза и секреции сигнальных соединений

Пункты регуляторного воздействия на продукцию гормонов
1. Этапы биосинтеза
2. Секреция
3. Ритмичность секреции
Типы регуляторного контроля
1. Нервная регуляция
2. Нейро-эндокринная регуляция
3. Эндокринная регуляция
4. Регуляция продуктами обмена

НЕЙРО-ЭНДОКРИННЫЙ тип регуляции:
Двойная капиллярная сеть обеспечивает доставку рилизинг-гормонов из гипоталамуса в аденогипофиз