Вторник , 18 мая 2021
Главная / Разное / Пептидный гормон: Пептидный гормон — Peptide hormone

Пептидный гормон: Пептидный гормон — Peptide hormone

Содержание

Пептидный гормон — Peptide hormone

Пептидные гормоны или белковые гормоны — это гормоны , молекулы которых представляют собой пептиды или белки соответственно. Последние имеют более длинную аминокислотную цепь, чем первые. Эти гормоны оказывают влияние на эндокринную систему на животных , включая человека . Большинство гормонов можно классифицировать как гормоны на основе аминокислот (амин, пептид или белок) или стероидные гормоны . Первые водорастворимы и действуют на поверхность клеток-мишеней через вторичные посредники ; последние, будучи жирорастворимыми, перемещаются через плазматические мембраны клеток-мишеней (как цитоплазматических, так и ядерных ), чтобы действовать внутри их ядер .

Как и все пептиды и белки, пептидные гормоны и белковые гормоны синтезируются в клетках из аминокислот в соответствии с транскриптами мРНК , которые синтезируются из матриц ДНК внутри ядра клетки . Препрогормоны , предшественники пептидных гормонов, затем процессируются в несколько стадий, обычно в эндоплазматическом ретикулуме , включая удаление N-концевой сигнальной последовательности и иногда гликозилирование , в результате чего образуются прогормоны . Затем прогормоны упаковываются в связанные с мембраной секреторные везикулы , которые могут секретироваться из клетки путем экзоцитоза в ответ на специфические стимулы (например, повышение концентрации Ca

2+ и цАМФ в цитоплазме).

Эти прогормоны часто содержат лишние аминокислотные остатки, которые необходимы для прямого сворачивания молекулы гормона в ее активную конфигурацию, но не имеют никакой функции после сворачивания гормона. Специфические эндопептидазы в клетке расщепляют прогормон непосредственно перед тем, как он попадает в кровоток , образуя зрелую гормональную форму молекулы. Зрелые пептидные гормоны затем проходят через кровь ко всем клеткам тела, где они взаимодействуют со специфическим рецептором на поверхности своих клеток-мишеней.

Некоторые нейротрансмиттеры секретируются и высвобождаются аналогично пептидным гормонам, а некоторые « нейропептиды » могут использоваться в качестве нейротрансмиттеров в нервной системе в дополнение к действию гормонов при выбросе в кровь.

Когда пептидный гормон связывается с рецептором на поверхности клетки, в цитоплазме появляется второй мессенджер , который запускает передачу сигнала, ведущую к клеточным ответам.

Некоторые пептидные / белковые гормоны ( ангиотензин II , основной фактор роста фибробластов -2, белок, связанный с паратиреоидным гормоном ) также взаимодействуют с внутриклеточными рецепторами, расположенными в цитоплазме или ядре, посредством внутрикринного механизма.

Список пептидных гормонов у человека

Ссылки

<img src=»//en.wikipedia.org/wiki/Special:CentralAutoLogin/start?type=1×1″ alt=»» title=»»>

Пептидные гормоны — Справочник химика 21

    Было высказано предположение, что превращение ряда прогормонов в активные гормоны происходит путем аминолиза, а не гидролиза пептидной цепи. Расщепление посредством замещения на Nh4 приводит к появлению на С-конце пептида амидной группы, которая весьма часто обнаруживается в пептидных гормонах небольшого молекулярного веса. Вазопрессии, окситоцин, а-меланотропин, либерины и некоторые другие гормоны образуются, по-видимому, таким путем. 
[c.322]

    За последние 25 лет выделены и охарактеризованы многообразные эндогенные пептиды человеческого организма пептиды сна, нейропептиды и пептидные гормоны.Так, сон вызывается нонапептидом Тф-Ala-Gly-Gly-Asp-Ala-Ser-Gly-Glu. Подобные пептиды оказались очень лабильны и пока их трудно использовать в качестве снотворных лекарственных веществ. Энкефали-ны и эндорфины являются природными опиоидными пептидами, обладающими -мощным агонистическим действием на опиатные рецепторы (нейропептиды)  [c.39]

    Биологически активные П. Большую группу таких П составляют пептидные гормоны (в т. ч. нейропептиды) -адренокортикотропин, вазопрессин, гастрин, меланоцитсти-мулирующий гормон, окситоцин, опиоидные пептиды и др. [c.471]

    Гормоны гипофиза заслуживают специального упоминания. Гипофи соединен с мозгом при помощи ножки (рис. 16-1) в гипофизе обра-зуется по крайней мере 10 белковых и пептидных гормонов, которые [c.319]

    ГАСТРИН, пептидный гормон. Первичная структура Г. человека Пироглу — Гли — Про — Три — Лей — Глу — Глу — Глу — Глу — Глу — Ала — Тир — (НЗОз) — Гли— Три — Мет — Асп — Фен — Nh3 (мол. м. 2200 букв, обозначения см. в ст. а-Аминокислоты). У животных различается аминокислотными остатками в положениях 5, 8 н 10. Фрагмент 6—17 сохраняет полную, а С-кон-цевой тетрапептидный фрагмент — /12 часть биол. активности природного Г. Вырабатывается эндокринными клетками слизистой оболочки антрального отдела желудка. Стимулирует секрецию к-ты в желудке. Лек. ср-ва получ. синтезом биологически активных фрагментов Г. и их аналогов. 

[c.120]

    Пептидный гормон окситоцин. — Задняя доля гипофиза выра- батывает ряд гормонов, два из которых были выделены в чистом виде. Один из них, окситоцин, стимулирует гладкую мускулатуру матки др угой, вазопрессин — антидиуретовый гормон, обладающий прессорной активностью. Эти два гормона настолько близки по физическим свойствам, что долгое время их считали одним веществом, обладающим широким спектром активности. Однако применением фракционного осаждения, хроматографии и электрофореза удалось их частично разделить (1928—1944). Применив противоточное распределение для продажного экстракта, имеющего окситоциновую активность 20 ед мг, Дю Виньо (1949) получил значительно более чистый 

[c.693]

    Поскольку пептидные гормоны не проникают в клетку, они передают заключенную в них сигнальную информацию внутрь клетки посредством связывания с рецептором (хеморецептором или ионным каналом), представляющим собой совокупность белковых или небелковых молекул. [c.40]


    Наряду с вазопрессином О.-один из первых пептидных гормонов, полученных искусств, путем (В. Дю Виньо, 1953). [c.361]

    К пептидным гормонам относятся инсулин, продуцируемый поджелудочной железой, регулирующий метаболизм углеводов, жиров и белков, содержащий 51 аминокислотный остаток секретин, вырабатываемый в желудочно-кишечном тракте, определяющий секреторную функцию желудочно-кишечного тракта, содержащий 21 аминокислотный остаток в передней доле гипофиза вырабатываются адренокор-тикотропин (34 аминокислоты), контролирующий активность коры надпочечников, пролактин (198 аминокислот), влияющий на рост грудных желез и секрецию молока в задней доле гипофиза вырабатываются вазопрессин (9 аминокислот), действующий как диуретик и сосудосуживающее, и окси-тоцин (9 аминокислот), стимулирующий сокращение гладкой мускулатуры. Это только иллюстративный перечень гормонов пептидной структуры — их значительно больше, многие из них еще изучены не полностью, как в плане строения, так и функциональности. Особенно важно и проблематично исследование связи их строения с активностью. Данные по связи структура — активность позволяют иногда получать синтетические полипептиды с активностью, превосходящей природные. Так, варьируя аминокислотный состав нейрогипофизных гормонов (схема 4.4.1) было получено около 200 аналогов, из которых один, [4-ТИг]-оксито-цин оказался высокоактивным. 

[c.81]

    Правилами ШРАС/ШВ [12] приняты английские трехбуквенные сокращения тривиальных названий аминокислот, начинающиеся с прописной буквы Gly, Ala, Туг и т. д. (применяемые либо для всей молекулы аминокислоты, либо для ее радикала) особенно часто такие сокращения применяются для описания аминокислотной последовательности в пептидах и белках. Разрешена также [13] и однобуквенная система сокращений, но она применяется гораздо реже. Имеются также правила номенклатуры, касающиеся часто применяемых сокращений для синтетических пептидов [14], для синтетических модификаций природных пептидов [15], пептидных гормонов [16] и белков, содержащих железо и серу [17]. 

[c.187]

    ОКСИТОЦИН, пептидный гормон млекопитающих ф-ла I (букв, обозначения см. в ст. Аминокислоты), мол. м. 1007,2 кристаллич. в-во хорошо раств. в воде р1 7,7. [c.360]

    СЕКРЕТИН, пептидный гормон. Первичная структура С, свиньи НзМ—Гис—Сер—Асп—Гли—Тре—Фен—Тре— 

[c.520]

    Значительный интерес вызвали полученные относительно недавно данные о влиянии пептидных гормонов гипофиза, таких, как АКТГ, меланоцитстимулирующий гормон и вазопрессии, а также нейрогормонов гипоталамуса на способность к обучению и на поведение [82, 83]. Высказывалось предположение, что некоторые из указанных пептидов выполняют роль медиаторов. Любопытны также морфиноподобные пептиды (разд. Б, 6 данной главы), функционирование которых в качестве медиаторов вполне вероятно. [c.342]

    Многие пептидные гормоны образуются из больших по величине пептидов в ходе протеолиза, протекающего иногда в два и более этапа. В чем могут заключаться преимущества такого пути образования гормонов для организма  [c.369]

    ГЛЮКАГОН, пептидный гормон поджелудочной железы и желудочно-кишечного тракта. Первичная структура Г. свиньи (мол. м. 3485)  

[c.589]

    Вторая половина XX столетия характеризуется резко возросшим интересом к познанию механизмов жизнедеятельности. Эпоха наблюдения и достаточно поверхностного анализа мира животных, растений и микроорганизмоп сменилась периодом решительного проникновения на уровень молекулярных и межмолеку-лярных взаимодействий в живых системах, вторжением в биологию методов и подходов физики, химии и математики. Как следствие этого процесса началась постепенная дифференциация наук, изучающих материальные основы жизни стали одна за другой появляться новые дисциплины, отражающие различные уровни исследования живой материи, различные углы зрения, различные экспериментальные приемы и методологические концепции. Классическая биохимия, которой бесспорно принадлежит пальма первенства в симбиозе биологии и точных наук, постепенно уступала дорогу новым направлениям. Вначале, на волне революционных событий в физике, возникла биофизика, значительно окрепшая уже в предвоенный период. Конец этого этапа был ознаменован и резкой активизацией исследований в генетике. Однако наиболее серьезное наступление началось в начале 50-х годов, когда возникли молекулярная биология, рождение которой часто отождествляется с открытием двойной спирали ДНК, а также биоорганическая химия, первые победы которой по праву связывают с установлением структуры инсулина и синтезом первого пептидного гормона — окситоцина, 

[c.5]

    Многие пептиды являются гормонами. Так, например, присутствующие в гипофизе гормоны окситоцин и вазопрессин состоят из девяти аминокислотных остатков, т. е. относятся к нанопептидам. Первый влияет на протекание родов у женщин и образование молока, второй контролирует водный обмен в организме. Инсулин, вырабатываемый поджелудочной железой, контролирует метаболизм сахаридов, и его недостаток приводит к диабету. Инсулин состоит из двух цепей, одна из которых содержит 21, а другая — 30 аминокислотных остатков. Цепи соединены серными мостиками —5—5—, которые образуются при окислении групп 5Н двух цистеиновых остатков (при этом получается остаток аминокислоты цистина). Структура инсулина точно известна, и он был синтезирован. Другой пептидный гормон, адренокортикотропный гормон (АКТГ), регулирует синтез стероидных гормонов в коре надпочечников, а соматотропин контролирует рост. Оба этих гормона вырабатываются передней долей гипофиза. К гормонам, образующимся в пищеварительном тракте, относятся, например, секретин и гастрин. Среди пептидов имеются и антибиотики, например бацитрацин (составная часть фрамикоина). 

[c.191]

    Некоторые пептиды обладают гормональным действием. Эти гормоны синтезируются в разных органах — гипоталамусе, гипофизе, поджелудочной железе, плазме кропи. Пептидные гормоны, как и все гормоны, выполняют роль регуляторов активности органов и клеток, служа в основном для изменения скорости синтеза ферментов, биокатализа и проницаемости биомембран. Их синтез железами внутренней секреции и выброс в кровь находится под контролем нервной системы. Инсулин представляет собой димер, в котором унэйкозапептид связан с трикозапепти-дом двумя дисульфидными мостиками. Он вырабатывается у человека поджелудочной железой и служит регулятором уровня 

[c.39]

    ВАЗОПРЕССЙН (от лат. vas-сосуд и presso-давлю) (анти-диуретич. гормон, адиуретин), пептидный гормон гипофиза. Первичная структура В. у большинства млекопитающих, в т.ч. у человека (аргииин-вазопрессин, мол. м. 1084 букв, обозначения см. в ст. Аминокислоты)  [c.342]

    РЕЛАКСИН, пептидный гормон, молекула к-рого состоит из двух цепей, соединенных двумя дисульфидными мостиками мол. м. 5600. А-цепь состоит из 22, В-цопь — из 26 аминокислотных остатков. По расположению дисуль-фидных связей, а также пространств, строению Р. близок инсулину. Вырабатывается у беременных животных желтым телом яичников. [c.505]

    ТИРОЛИБЕРИН (тиреотропин-рилизинг-фактор, ТРФ), пептидный гормон гипоталамуса. Молекула Т. состоит ю остатков пироглутаминовой к-ты, гистидина и пролина, связанных между собой пептидными связями. Выделен и ) гипоталамуса свиней и овец. Осуществлен хим. синтез Т, и его многочисл. аналогов. Т. участвует в регуляции ф-ции щитовидной железы, стимулируя освобождение гипофизом в кровь тиреотропного гормона. Способен также стимулировать секрецию гипофизом пролактина. Синт. препараты Т. примен. в медицине. [c.580]

    ГАСТРЙН (от греч. а81ёг-желудок), пептидный гормон желудочно-кишечного тракта. Первичная структура Г. человека  [c.503]

    А (Б. Меррифилд, 1969). Дальнейшее развитие получили аналит. методы стал широко использоваться автоматич. аминокислотный анализатор, созданный С. Муром и У. Стайном в 1958, существенно модифицированы хроматографич. методы, до высокой степени совершенства доведен рентгеноструктурный анализ, сконструирован автоматич. прибор для определения последовательности аминокислотных остатков в Б.-секвенатор (П. Эдман, Г. Бэгг, 1967) Благодаря созданию прочной методнч. базы стало возможным проводить широкие исследования аминокислотной последовательности Б. В эти годы была определена структура неск. сотен сравнительно небольших Б. (до 300 аминокислотных остатков в одной цепиХ полученных из самых разл. источников как животного, так и растит., бактериального, вирусного и др. происхождения. Среди них — протеолитич. ферменты (трипсин, химотрипсин, субтилн-зин, карбоксипептидазы), миоглобины, гемоглобины, цитохромы, лизоцимы, иммуноглобулины, гистоны, нейротоксины, Б. оболочек вирусов, белково-пептидные гормоны и др. В результате были созданы предпосылки для решения актуальных проблем энзимологии, иммунологии, эндокринологии и др. областей физ.-хим. биологии. [c.248]

    Большинство Р.б. локализовано в плазматич. мембране и представляет собой пронизывающие мембрану гликопротеины. Они взаимод. с белковыми или пептидными гормонами, а также с низкомол. биорегуляторами, напр, с простагландинами, аминокислотами. Рецептор света— Эоиси -локализован в мембранных структурах сетчатки глаза. Внутриклеточные Р.б. обычно локализованы в ядре и взаимод. со стероидными гормонами и гормонами щитовидной железы (производнь ш тирозина). [c.262]

    В эти годы созданы новые физ.-хим. методы аиализа. Были заложены основы хроматографич. методов (М. С. Цвет, 1906). В 20-х гг. Т. Сведберг предложил использовать для седиментации белков ультрацентрифугу, вскоре этим методом был выделен ряд вирусов. В 30-х гг. А. Тизе-лиусом заложены основы электрофореза, в 1944 А. Мартином и др. создана распределит, хроматография, для определения структуры прир. соед. впервые стал использоваться рентгеноструктурный анализ (Д. Кроуфут-Ходжкин, 40-е гг.). Благодаря использованию физ.-хим. методов в 50-х гг. достигнуты крупные успехи в изучении двух важнейших классов биополимеров-белков и нуклеиновых к-т Э. Чар-гафф провел детальный хим. анализ нуклеиновых к-т, открыта двойная спираль ДНК (Дж. Уотсон и Ф. Крик, 1953), определена структура инсулина (Ф. Сенгер, 1953), одновременно осуществлен синтез пептидных гормонов -окситоцина и вазопрессина (Дю Виньо, 1953), открыт один из элементов пространственной структуры белков- спираль (Л. Полинг, 1951). В эти годы Р. Замечником открыты рибосомы, что послужило стимулом для изучения механизма синтеза белка. [c.292]

    Г. широко распространены в тканях животных, особенно в мозге. В растениях и микроорганизмах не встречаются. Локализованы в осн. на пов-сти плазматич. мембраны клетки. Как и др. гликосфинголипиды участвуют в процессах регуляции роста и адгезии клеток, межклеточных взаимодействиях, нммунологич. процессах. Могут входить в состав рецепторов токсинов напр., GM, входит в состав рецептора токсина холеры), пептидных гормонов, нек-рых вирусов и интерферона. [c.502]

    ГОМОПОЛИМЕРЫ, см. Высокомолекулярные соединения. ГОМОТОПИЯ, см. Топные отношения. ГОНАДОЛИБЕРЙН (гонадотропин-рилизинг фактор, ри-лизинг фактор лютеинизирующего и фолликулостимулирующего гормонов, ЛГ/ФСГ-РФ), пептидный гормон гипоталамуса. Первичная структура Г, у человека и др. позвоночных PyrG lu—His—Trp—Ser—Tyr—Gly—Leu—Arg— [c.594]

    Др. важная ф-ция клеточного Д.-окислит, биосинтез большого числа нужных организму в-в. Так, напр., образование ненасыщ. жирных к-т из насыщенных, ключевые этапы синтеза простагландинов, стероидных и нек-рых пептидных гормонов, достройка поперечных сшивок между цепями кол1агена в соединит, ткани идут в организме с потреблением Oj [c.125]

    КАЛЬЦИТОНЙН (тиреокальцитонин), пептидный гормон. Первичная структура К человека  [c.295]

    Многоклеточные организмы наряду с рассмотренными внутриклеточными механизмами имеют надклеточные-гормональные механизмы регуляции О.в. Гормональная регуляция координирует О.в. в разл. тканях и органах и интегрирует его в рамках организма в целостную систему. Гормональная регуляция О.в. у растений осуществляется группой фитогормонов, напр, ауксинами и гиббереллинами. Гормональную регуляцию О.в. у животных осуществляет эндокринная система, источниками гормонов в к-рой являются центр, и переферич. железы внутр. секреции. Характер управляющих связей в этой системе иллюстрирует механизм поддержания концентрации глюкозы в крови на постоянном уровне. Так, повышение концентрации глюкозы в крови увеличивает продукцию инсулина, к-рый стимулирует клетки на усиленное потребление глюкозы. Возникающий при этом дефицит глюкозы приводит к увеличению продукции др. пептидного гормона-глюкагона, к-рый стимулирует восстановление концентрации глюкозы благодаря расщеплению гликогена в клетках. [c.317]

    OMATO TATKH [соматотропин-рилизинг-ингибирую-щий фактор (гормон)], пептидный гормон (см. ф-лу, мол. м. 1639 букв, обозначения см. в ст. Аминокислоты). [c.383]

    С. получен путем хим. синтеза и методами биотехнологии (С. — первый пептидный гормон- животных, синтезированный методом генетич. инженерии). Осуществлен сиитез гена С. [c.383]


Биохимия Том 3 (1980) — [ c.85 , c.86 ]

Аминокислоты Пептиды Белки (1985) — [ c.90 , c.232 , c.236 ]

Принципы структурной организации белков (1982) — [ c.68 , c.72 , c.73 , c.212 ]

Принципы структурной организации белков (1982) — [ c.68 , c.72 , c.73 , c.212 ]

Краткая химическая энциклопедия Том 1 (1961) — [ c.0 ]

Краткая химическая энциклопедия Том 1 (1961) — [ c.0 ]

Химия биологически активных природных соединений (1970) — [ c.161 , c.162 ]


Дрожжи в борьбе с сахарным диабетом | Научные открытия и технические новинки из Германии | DW

Диабет шагает по планете! — так без всякого преувеличения можно было бы охарактеризовать эпидемиологическую ситуацию с сахарным диабетом 2-го типа. Это заболевание развивается обычно у людей старше 40 лет и связано с тем, что поджелудочная железа перестает производить в должном количестве инсулин — особый пептидный гормон, регулирующий содержание глюкозы в крови. Количество людей, страдающих этим недугом, стремительно растет во всем мире и, по оценке экспертов Всемирной организации здравоохранения, в ближайшие 20 лет может составить 380 миллионов. Это устрашающая цифра, свидетельствующая о том, что мы имеем дело с самой настоящей эпидемией.

К важнейшим факторам риска, помимо наследственной предрасположенности, относятся избыточный вес, гиподинамия, курение и несбалансированное питание, то есть это заболевание в большой степени обусловлено современным образом жизни. Если еще недавно сахарный диабет 2-го типа в значительной мере оставался «прерогативой» промышленно развитых стран, то сегодня он стремительно завоевывает и страны с переходной экономикой. Однако там ситуация нередко усугубляется отсутствием эффективно функционирующей системы здравоохранения, способной обеспечить искусственным инсулином всех нуждающихся. Теперь немецкие исследователи разработали новый, более дешевый метод получения инсулина с помощью дрожжей Pichia pastoris.

Дрожжи синтезируют проинсулина

Этот одноклеточный гриб, в отличие от многих других дрожжей, относится к метилотрофам, то есть в качестве источника углерода и энергии ассимилирует метан и его производные, включая метанол. В 70-е годы, когда это ядовитое сырье еще стоило гроши, этот гриб культивировали в массовом масштабе для получения кормового дрожжевого белка — тем более что он, как и все прочие дрожжи, обладает способностью стремительно размножаться. И вот теперь специалисты Центра по изучению инфекций имени Гельмгольца в Брауншвейге нашли грибу новое применение: заставили его производить инсулин.

Для начала дрожжи Pichia pastoris — так сказать, закваску — помещают в 10-литровый биореактор, наполненный глицерином. Для гриба это лакомство, он быстро размножается, после чего биохимики производят замену питательной среды: вместо глицерина в биореактор заливают 2-процентный раствор метанола. Для любого другого организма это означало бы верную гибель, но дрожжи Pichia pastoris реагируют на стресс по-своему: начинают синтезировать алкогольоксидазу — фермент, окисляющий метанол, — а заодно активируют и ряд других функций, приданных им путем генетической модификации.

Урсула Ринас (Ursula Rinas), научная сотрудница брауншвейгского Центра, поясняет: «Клетки, с которыми мы сейчас работаем, синтезируют проинсулин, то есть вещество, являющееся молекулярным предшественником инсулина. Важно, что проинсулин синтезируется в цитоплазме дрожжевой клетки, а затем выделяется наружу, в культуральную среду. Мы его собираем, подвергаем химической обработке — кстати, не слишком сложной, — и получаем в чистом виде инсулин, пригодный к использованию в качестве медикамента».

С дрожжами дело иметь проще

До сих пор большая часть искусственного инсулина производится с помощью генетически модифицированных колибактерий. Преимущество этой кишечной палочки в ее высокой производительности — 10 граммов инсулина на литр раствора культуры. Проблема, однако, в том, что синтезированный бактерией инсулин накапливается внутри клетки в виде особых телец включения, и экстрагировать его химическими методами довольно сложно и дорого. «С дрожжами Pichia pastoris все гораздо проще, — говорит Урсула Ринас. — Конечно, этот метод тоже требует определенной квалификации, определенного ноу-хау, но в целом он позволяет нам получать инсулин значительно дешевле и в очень больших количествах».

Метод, разработанный немецкими микробиологами, уже реализован на практике в Индии благодаря тесному сотрудничеству Центра по изучению инфекций в Брауншвейге с Международным центром генной инженерии и биотехнологии в Дели. Это неслучайно, ведь из 285 миллионов человек, страдающих сегодня во всем мире сахарным диабетом, 50 миллионов приходится на Индию. Впрочем, эпидемия диабета, как уже было сказано, шагает по планете. «Сейчас интерес к нашему методу проявляют многие страны, — говорит Урсула Ринас. — Так, недавно к нам обратилась даже одна египетская фирма. И это только начало».

Автор: Владимир Фрадкин
Редактор: Ефим Шуман

Меланоцитстимулирующий гормон (МСГ) и его производные

С поправками от 16.07.2019

Меланоцитостимулирующий гормон (МСГ) — это пептидный гормон, который вырабатывается в организме человека и регулирует функцию пигментных клеток кожи (меланоцитов) [1]. МСГ также влияет на другие типы клеток [2, 3]. Из него производят различные синтетические препараты [4], которые аналогичны натуральному МСГ. Синтетические формы, которые имитируют меланоцитостимулирующий гормон в организме, включают Меланотан I и Меланотан II, также называемый «лекарством Барби». Эти инъекционные или назальные спреи часто используются для загара. Меланотан I — немного более дорогой продукт, который дает более естественный загар. Меланотан II дешевле, дает темный загар и снижает аппетит [5].

Термин «Меланотан I» и статус вещества могут вызвать некоторую путаницу. На рынке есть пептид, ранее известный как Меланотан I. Однако сегодня это вещество называется афамеланотидом. Афамеланотид был разрешен в конце 2014 года и используется в медицинских целях. Термины «Меланотан I и II» используются сегодня для обозначения препарата для загара, который распространяется незаконно. Афамеланотид изучен более широко и признан относительно безопасным. То же самое нельзя сказать о меланотанах I и II, поскольку их производство и продажа не регулируются и не контролируются [6].

МСГ особенно влияет на функцию кожи. Кожа — это самый большой орган чувств, который ощущает давление, контакт, температуру и боль [7]. Структура кожи включает несколько слоев [7]. Внешний слой кожи, называемый роговым слоем, состоит из мертвых и ороговевших клеток. Под роговым слоем находится эпидермис. Внутренний слой эпидермиса состоит из специальных пигментных клеток, меланоцитов, в которых образуется меланин. Под эпидермисом находится дерма, которая представляет собой водный и жировой подкожный слой без четких границ. Кроме того, показано, что МСГ может влиять и на поступление питательных веществ [8, 9]. Если в теле абсорбируется больше питательных веществ, чем необходимо клеткам на текущий момент, то дополнительное количество питательных веществ откладывается в виде гликогена или жировой ткани [7].

Между приемами пищи из данных резервов в организме выделяется энергия. В организме человека происходит гормональная регуляция высвобождения и хранения питательных веществ. При этом α-меланоцитостимулирующий гормон снижает количество потребляемых питательных веществ [8, 9], что может привести к снижению массы тела.

Применение в медицине

МСГ действует на множество точек приложения и рецепторов в организме человека, благодаря чему он может использоваться в различных медицинских целях [3]. Аналог α-МСГ (афамеланотид) ранее изучался, в частности, для лечения эритропоэтической протопорфирии (ЭП) [8]. ЭП — это заболевание, симптомы которого включают нарушение чувствительности кожи к эффектам солнечного излучения. Аналоги α-МСГ также изучались в качестве препаратов для лечения эректильных нарушений.

Свойства и механизм действия

Меланоцитостимулирующий гормон влияет на организм человека через меланокортиновые рецепторы [3]. Данные рецепторы находятся в разных частях тела, что объясняет множественные эффекты МСГ на организм человека. С точки зрения пациента, эффекты могут быть желаемыми или вредными. Показано, что помимо пигментации кожи, МСГ оказывает влияние на половую функцию и регуляцию поступления питательных веществ.
Эпителиальный меланин играет важную роль в защите клеток кожи от вредных ультрафиолетовых лучей (УФ-лучей) [2, 7]. Когда кожа подвергается воздействию ультрафиолетовых лучей, меланин связывается с самими лучами, что вызывает активацию меланоцитов и начало выработки большего количества меланина [7]. По мере увеличения количества меланина кожа становится более темной или загорелой. Таким образом, меланиновый пигмент кожи защищает кожу от повреждений ультрафиолетовыми лучами [2].

Исследования показали, что синтетический α-МСГ усиливает пигментацию кожи [11, 4]. Было обнаружено, что α-МСГ значительно увеличивает количество меланина в коже и в то же время уменьшает количество повреждений, вызванных УФ-излучением [4].

Гормон, стимулирующий α-меланоциты, уменьшает количество потребляемой пищи [8, 9], что может привести к потере веса. Тошнота и снижение аппетита были отмечены как побочные эффекты меланотана II [11], что может [9], что также может объяснить возможную потерю веса, связанную с меланоцитостимулирующим гормоном.

Синтетический α-МСГ используется для получения эффекта загара. Желание похудеть и ускорение процесса похудения, а также повышение либидо ¬также являются причинами принимать аналоги α-МСГ. Вот почему Меланотан II также называют «лекарством Барби».

Побочные эффекты

В исследованиях аналогов α-МСГ было описано несколько побочных эффектов, в том числе тошнота, покраснение лица [4, 10, 11], усталость [11, 4], рвота [4], аритмия, потоотделение, повышенная агрессия, а также спонтанная эрекция и продолжительная эрекция, т. е. приапизм. Приапизм является болезненной продолжительной эрекцией и может потребовать хирургического вмешательства [13]. У тех, кто принимает препарат, отмечается также быстрое развитие меланомы, но причинно-следственная связь пока не ясна [14].

МСГ и его аналоги оказывают множество эффектов в организме человека. При применении аналогов МСГ нет уверенности в том, что будут проявляться только желаемые эффекты гормона. Могут проявляться и побочные эффекты. Меланотан II, в частности, имеет больше потенциальных побочных эффектов [6].

Это обусловлено тем, что рецепторы-мишени МСГ находятся во многих частях тела. Инъекционное применение МСГ или его синтетического аналога может воздействовать на все эти рецепторы и приводить к развитию нежелательных эффектов. Кроме того, состав аналогов, продаваемых в интернет-магазинах, например препарата Меланотан II, неизвестен. Таким образом, безопасность применения подобных препаратов оценить достаточно трудно.

 

Salla Ruuska (Салла Рууска)
Магистр наук, фармацевт

Правки внесены: Dopinglinkki

 

The role of peptide hormones (adiponectin, leptin, insulin) in the pathogenesis of atherosclerosis | Smetnev

1. Mathers C.D., Loncar D. Projections of global mortality and burden of disease from 2002 to 2030. PLoS Med 2006;3:e442.

2. Yevseyev ME, Dzhanibekova AR, Eremin MV, et al. Approaches to the assessment of cardiovascular risk in young adults. Profilakticheskaya Meditsina 2011; 5: 7-11. In Russian (Евсеева М. Е., Джанибекова А. Р., Еремин М. В. и др. Подходы к оценке сердечно-сосудистого риска у лиц молодого возраста. Профилактическая Медицина 2011;5:7-11).

3. Konstantinov VV, Deev AD, Balanova YA, et al. The risk profile of cardiovascular health and its contribution to the survival of men and women in Moscow aged 35-64. Profilakticheskaya Meditsina 2013; 1: 3-7. In Russian (Константинов В.В., Деев А.Д., Баланова Ю.А. и др. Профиль риска сердечнососудистого здоровья и его вклад в выживаемость у мужчин и женщин Москвы в возрасте 3564 лет. Профилактическая Медицина 2013;1:3-7).

4. National guidelines on cardiovascular prevention. Kardiovaskulyarnaya Terapiya i Profilaktika 2011; 10 (6) suppl 2: 1-22. In Russian (Национальные рекомендации по кардиоваскулярной профилактике. Кардиоваскулярная Терапия и Профилактика 2011; 10(6) Приложение 2:1-22).

5. Cullen P., Rauterberg J., Lorkowski S. The Pathogenesis of Atherosclerosis. Handb Exp Pharmacol 2005;170:3-70.

6. Matsuura E., Atzeni F., Sarzi-Puttini P., et al. Is Atherosclerosis an autoimmune disease? BMC Med 2014;12:47.

7. Mraz M., Haluzik M. The role of adipose tissue immune cells in obesity and low-grade inflammation. J Endocrinol 2014;222(3):R113-27.

8. Teryaeva NB. Adipokines: regulation of energy metabolism and the pathogenesis of cardiovascular disease. Kreativnaya Kardiologiya 2007; 1-2: 20-5. In Russian (Теряева Н.Б. Адипокины: регуляция энергетического метаболизма и патогенез сердечно-сосудистых заболеваний. Креативная Кардиология 2007;1-2: 20-5).

9. Proença A.R., Sertié R.A., Oliveira A.C., et al. New concepts in white adipose tissue physiology. Braz J Med Biol Res 2014;47(3):192-205.

10. Murdolo G., Smith U. The dysregulated adipose tissue: A connecting link between insulin resistance, type 2 diabetes mellitus and atherosclerosis. Nutrition, Metabolism & Cardiovascular Diseases 2006;16:35-8.

11. Wolk R., Berger P., Lennon R.J., et al. Plasma leptin and prognosis in patients with established coronary atherosclerosis. J Am CollCardiol 2004;44:1819-24.

12. Hao G, Li W., Guo R., et al. Serum total Adiponectin level and the risk of cardiovascular disease in general population: a meta-analysis of 17 prospective studies. Atherosclerosis 2013;228: 29-35.

13. Kumada M., Kihara S., Sumitsuji S., et al. Association of hypoadiponectinemia with coronary artery disease in men. Arterioscler Thromb Vasc Biol 2003;23(1):85-9.

14. Berg A.H., Combs T.P., Scherer P.E. ACRP30/adiponectin: an adipokine regulating glucose and lipid metabolism. Trends Endocrinol Metab 2002;13(2):84-9.

15. Mamaghani F., Zarghami N., Maleki M.J., et al. Variation of Adiponectin Levels in Normal and Obese subjects: Possible Correlation with Lipid Profiles. Int J Endocrinol Metab 2009;3:170-8.

16. Gorshkov IP, Zoloedov VI. Adipokines role in the pathogenesis of type 2 diabetes and metabolic syndrome. Vestnik Novykh Meditsinskikh Tekhnologiy 2010; (1): 132-4. In Russian (Горшков И.П., Золоедов В.И. Роль адипокинов в патогенезе сахарного диабета 2 типа и метаболического синдрома. Вестник Новых Медицинских Технологий 2010;(1):132-4).

17. Vega G.L., Grundy S.M. Metabolic risk susceptibility in men is partially related to adiponectin/leptin ratio. Journal of Obesity 2013;2013: 409679.

18. Bremer A.A., Jialal I. Adipose tissue dysfunction in nascent metabolic syndrome. Journal of Obesity 2013;2013: 393192.

19. Holland W.L., Miller R.A., Wang Z.V., et al. Receptor-mediated activation of ceramidase activity initiates the pleiotropic actions of adiponectin. Nat Med 2011;17(1):55-63.

20. Roberts C.R., Sindhu K.K. Oxidative stress and metabolic syndrome. Life Sci 2009;84(21-22):705-12.

21. Nakamura K., Fuster J.J., Walsh K. Adipokines: a link between obesity and cardiovascular disease. J Cardiol 2014;63(4):250-9.

22. Yoon J.H., Kim S.K., Choi H.J., еt al. Adiponectin provides additional information to conventional cardiovascular risk factors for assessing the risk of atherosclerosis in both genders. PLoS One 2013;8(10):e75535.

23. Miyazaki T., Hiki M., Shimada K., et al. The high molecular weight adiponectin level is associated with the atherogenic lipoprotein profiles in healthy Japanese males. J Atheroscler Thromb 2014;21(7): 672-9.

24. Liao H., Li Z., Zheng D., et al. Increased Hs-CRP/adiponectin ratio is associated with increase carotid intima-media thickness. Lipids Health Dis 2014;13:120.

25. Matsuda M., Tamura R., Kishida N., et al. Predictive value of adiponectin in patients with multivessel coronary atherosclerosis detected on computed tomography angiography. J Atheroscler Thromb 2013;20(10):767-76.

26. Kolasa-Trela R., Miszalski-Jamka T., Grudzień G., et al. Adiponectin, leptin, and resistin in patients with aortic stenosis without concomitant atherosclerotic vascular disease. Pol Arch Med Wewn 2011;121(10):352-59.

27. Das K., Lin, Y., Widen E., et al. Chromosomal localization, expression pattern, and promoter analysis of the mouse gene encoding adipocyte-specific secretory protein Acrp30. Biochem Biophys Res Commun 2001;280(4):1120-9.

28. Maeda K., Okubo K., Shimomura I., et al. cDNA cloning and expression of a novel adipose specific collagen-like factor, apM1 (adipose most abundant gene transcript 1). Biochem Biophys Res Commun 1996; 221: 286-9.

29. Schaffler A., Orso E., Palitzsch K.D., et al. The human apM-1, an adipocyte-specific gene linked to the family of TNF’s and to genes expressed in activated T cells, is mapped to chromosome 1q21.3-q23, a susceptibility locus identified for familial combined hyperlipidaemia (FCH). Biochem Biophys Res Commun 1999; 260: 416-425.

30. Saito K., Tobe T., Minoshima S., et al. Organization of the gene for gelatin-binding protein (GBP28) Gene1999;229:67-73.

31. Mtiraoui N., Ezzidi I., Turki A., et al. Single-nucleotide polymorphisms and haplotypes in the adiponectin gene contribute to the genetic risk for type 2 diabetes in Tunisian Arabs. Diabetes Res Clin Pract 2012;97(2):290-7.

32. Ramya K., Ayyappa K.A., Ghosh S., et al. Genetic association of ADIPOQ gene variants with type 2 diabetes, obesity and serum adiponectin levels in south Indian population. Gene 2013; 532(2): 253-62.

33. Wassel C.L., Pankow J.S., Rasmussen-Torvik L.J., et al. Associations of SNPs in ADIPOQ and subclinical cardiovascular disease in the Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis (MESA). Obesity (Silver Spring) 2011;19(4):840-7.

34. Zhang F., Chen Y., Heiman M., DiMarchi R. Leptin: Structure, Function and Biology. Vitamins & Hormones 2005;71:345-72.

35. Farooqi I.S., O’Rahilly S. 20 years of leptin: human disorders of leptin action. J Endocrinol 2014;223(1):63-70.

36. Kolaczynski J.W., Nyce M.R., Considine R.V., et al. Acute and chronic effects of insulin on leptin production in humans: Studies in vivo and in vitro. Diabetes 1996;45(5):699-701.

37. Vega G.L., Grundy S.M. Metabolic risk susceptibility in men is partially related to adiponectin/leptin ratio. Journal of Obesity 2013;2013: 409679.

38. Mohamed-Ali V., Pinkney J.H., Panahloo A., et al. Relationships Between Plasma Leptin and Insulin Concentrations, but not Insulin Resistance, in non-insulindependent (Type 2) Diabetes Mellitus. Diabet Med 1997;14(5):376-80.

39. Khafaji H.A., Bener A.B., Rizk N.M., A.I. Suwaidi J. Elevated serum leptin levels in patients with acute myocardial infarction; correlation with coronary angiographic and echocardiographic findings. BMC Res Notes 2012;5:262.

40. Tsiotra P.C., Boutati E., Dimitriadis G., Raptis S.A. High insulin and leptin increase resistin and inflammatory cytokine production from human mononuclear cells. Biomed Res Int 2013;2013:487081.

41. Schneiderman J., Schaefer K., Kolodgie F.D., et al. Leptin locally synthesized in carotid atherosclerotic plaques could be associated with lesion instability and cerebral emboli. J Am Heart Assoc 2012;1(5):e001727.

42. Masuzaki H., Ogawa Y., Isse N., et al. Human obese gene expression: adipocyte-specific expression and regional differences in the adipose tissue. Diabetes 1995;44:855-8.

43. Ogawa Y., Masuzaki H., Isse N., et al. Molecular cloning of rat obese cDNA and augmented gene expression in genetically obese Zucker fatty (fa/fa) rats. J Clin Invest 1995;96:1647-52.

44. Bevan S., Meidtner K., Lorenz M., et al. Adiponectin level as a consequence of genetic variation, but not leptin level or leptin: adiponectin ratio, is a risk factor for carotid intima-media thickness. Stroke 2011;42(6):1510-4.

45. Shen J., Ge W., Zhang J., et al. Leptin -2548g/a Gene Polymorphism in Association with Antipsychotic-Induced Weight Gain: a Meta-Analysis Study. Psychiatr Danub 2014;26(2):145-51.

46. Ng Z.Y., Veerapen M.K., Hon W.M., Lim R.L. Association of leptin/receptor and TNF-α gene variants with adolescent obesity in Malaysia. Pediatr Int 2014;56(5):689-97.

47. Weiss M., Donald F., Steiner M.D., et al. Biosynthesis, Secretion, Structure, and Structure-Activity Relationships. Endotext [Internet] 2000-2009.

48. Sonksen P., Sonksen J. Insulin: understanding its action in health and disease. British Journal of Anaesthesia 2000;85(1):69-79.

49. Girard J. Insulin’s effect on the liver: «direct or indirect?» continues to be the question. J Clin Invest 2006;116(2):302-4.

50. Carmena R., Duriez P., Fruchart J. C. Atherogenic lipoprotein particles in atherosclerosis. Circulation 2004;109(23 Suppl 1):III 2-7.

51. Monnier L., Hanefeld M., Schnell O., et al. / Insulin and atherosclerosis: how are they related? Diabetes Metab 2013;39(2):111-7.

52. Huerre C., Gilgenkrantz S., Leonard C., et al. Regional assignment of the structural gene for insulin to 11p15.1-11p15.5 by deletion mapping. (Abstract). Cytogenet Cell Genet 1984;37:495.

53. Steiner D. F., Chan S. J., Welsh J. M., Kwok S. C. M. Structure and evolution of the insulin gene. Annu Rev Genet 1985;19:463-84.

54. Steiner D. F., Oyer P. E. The biosynthesis of insulin and a probable precursor of insulin by a human islet cell adenoma. Proc Nat Acad Sci 1967;57:473-80.

Обнаружен гормон стресса, который мобилизует организм лучше адреналина

Биологи из Колумбийского университета (США) обнаружили ранее неизвестный механизм, который подготавливает животных и, вероятно, людей к запуску физиологической реакции «бей или беги». В работе, опубликованной в журнале Science, они говорят о ключевой роли в мобилизации организма на стресс гормона остеокальцин.

По мнению ученых, остеокальцин играет еще более важную роль в реакции организма на экстремальные ситуации, чем адреналин. Остеокальцин выделяется клетками-остеобластами, и до сих пор считалось, что он нужен для обмена веществ, а также для улучшения памяти и выносливости.

Джулиан Бергер и его коллеги из медицинского центра при Колумбийском университете сделали удивительное открытие. В опасных ситуациях важная роль не только у адреналина, но у остеокальцина — гормона, выделяемого из наших костей. Причем, предполагают они, остеокальцин имеет и решающее значение для быстрой адаптации организма к стрессу.

Чтобы проверить это предположение, исследователи провели два наблюдения. Во-первых, они обнаружили, что люди и животные с нарушенными функциями надпочечников не лишились возможности реагировать на стресс: у них присутствуют характерные для стрессовых ситуаций реакции, такие как учащенное сердцебиение, возросший уровень потребления кислорода и т.д.

С другой стороны, они проверили, что остеокальцин, пептидный гормон, попадает в кровь из костей и влияет на многие функции организма. Как показали эксперименты, он, по-видимому, способен улучшить, помимо прочего, память и функцию мышц — факторы, которые также чрезвычайно полезны в опасных ситуациях.

Ученые показали, что остеокальцин появляется в ответ на самые разные стрессовые факторы, действует на множество тканей организма одновременно и действует как настоящий гормон стресса.

«Мы предположили, что кость эволюционировала — отчасти для повышения способности позвоночных избегать опасности в дикой природе, — говорится в работе. — Мы показываем, что сигнал, полученный из кости, необходим для развития реакции на стресс».

Теорию о том, что концентрация биологически активной формы остеокальцина в крови изменяется в стрессовых ситуациях, исследователи проверили на мышах. Они создали для животных разные стрессовые ситуации. В ответ — в крови животных выросла концентрация остеокальцина, достигнув пиковых уровней всего за две-три минуты.

Взаимосвязь между стрессом и остеокальцином была также показана на людях: у испытуемых, которые должны были выступить с речью или подвергались перекрестному обследованию, также была обнаружена активная форма этого костного гормона в крови.

Интересный факт: как оказалось, генетически модифицированные мыши, у которых был выключен этот ген, реагировали на стрессовые тесты практически безразлично.

«Без остеокальцина они не показали реакции на опасность», — сообщил Джерард Карсенти.

За этим наблюдением стоит нечто удивительное.

«Идея о том, что наши кости вырабатывают полноценный гормон стресса, а надпочечники играют лишь незначительную роль, является абсолютно новой», — говорит Карсенти.

Ученые также изучили, как именно стимулируется секреция костного гормона в стрессовых ситуациях. Стало очевидным следующее: если миндалина в мозгу посылает сигнал «страх», остеобласты, образующие кости, начинают поглощать вещество глютамат, высвобождаемое нейронами. Внутри клеток этот нейромедиатор ингибирует фермент, который обычно делает остеокальцин неактивным.

Активированный костный гормон высвобождается остеобластами и оказывает ингибирующее действие на парасимпатические нейроны, т.е. остеокальцин действует как блокатор парасимпатической нервной системы, которая отвечает за расслабление организма, и тем самым вызывает стресс-реакцию. В результате у симпатического нерва больше нет противника, и начинаются реакции, связанные с реакцией «бей или беги».

Если дальнейшие исследования подтвердят эти взаимосвязи, появится совершенно новая картина роли костей.

«Способность остеокальцина вызывать острую стрессовую реакцию, улучшать память и мышечную функцию позволяет предположить, что этот пептидный гормон является важным фактором для выживания позвоночных в потенциально опасных условиях», — заключили ученые.

СТГ (соматотропный гормон), сдать анализ СТГ в Москве, цены в лаборатории ИНВИТРО

Метод определения Твердофазный хемилюминесцентный иммуноанализ.

Исследуемый материал Сыворотка крови

Доступен выезд на дом

Онлайн-регистрация

Синонимы: Гормон роста; Гормон роста человека; ГРч. 

Somatotropin; Human growth hormone; HGH. 

Краткое описание определяемого аналита Соматотропный гормон 

Гормон роста, стимулирующий рост костей, мышц и органов. 

Пептидный гормон. Вырабатывается соматотрофами передней доли гипофиза под контролем соматостатина и соматолиберина. 

Основные эффекты: стимуляция линейного роста, поддержание целостности тканей и уровня глюкозы крови, достаточного для функционирования головного мозга. СТГ ускоряет рост костей и мягких тканей, действуя через инсулиновые факторы роста. Он ускоряет синтез белка, обеспечивая положительные азотистый и фосфорный балансы и снижая уровень мочевины. Вследствие высокой потребности растущих тканей в ионах, тормозится выведение натрия и калия с мочой; всасывание кальция в кишечнике усиливается. СТГ стимулируя расщепление жиров в жировой ткани, мобилизует жирные кислоты и активирует их поглощение из крови мышечной тканью и печенью (где они преобразуются в глюкозу). 

На уровень глюкозы крови СТГ оказывает влияние противоположное действию инсулина, т. е. препятствует её поглощению тканями. СТГ действует на иммунную систему, увеличивая количество Т-лимфоцитов. СТГ усиливает потоотделение. СТГ выделяется импульсами, амплитуда которых максимальна в IV фазе сна. После приёма пищи уровень гормона резко снижается, а при голодании повышается примерно в 15 раз (вторые сутки). 

Выделение гормона повышено при физической работе, во время глубокого сна, при гипогликемии, при богатом белками питании. Повышенное выделение СТГ гипофизом в период роста приводит к гигантизму, а у взрослых людей — к акромегалии. Пониженное выделение СТГ в период роста приводит к карликовости. У взрослых людей видимые симптомы пониженной секреции гормона отсутствуют. 

Пределы определения: 0,05-400 нг/мл

Пептидный гормон — обзор

3.4 Желудочно-кишечные гормоны

Желудочно-кишечные гормоны — это пептидные гормоны, секретируемые эндокринными клетками, которые широко распространены на слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта. Эти гормоны регулируют функции кишечника и поджелудочной железы, влияя на секрецию, моторику, абсорбцию, пищеварение и пролиферацию клеток (Thomas et al., 2003). Следовательно, эти гормоны могут быть сложными мишенями для воздействия на скорость переваривания крахмала и абсорбцию глюкозы, полученной из крахмала.Сложные механизмы, регулирующие секрецию желудочно-кишечных гормонов, еще полностью не изучены.

CCK продуцируется в основном в двенадцатиперстной и тощей кишках. Физиологические роли CCK заключаются в стимуляции секреции поджелудочной железы, сокращении желчного пузыря и снижении скорости опорожнения желудка (Zietek and Daniel, 2015). Этот гормон активируется в основном потреблением белков и жиров (Gribble, 2012).

PYY выделяется в основном эндокринными L-клетками подвздошной, толстой и прямой кишки.Наиболее изученная биологическая функция PYY — это его способность снижать аппетит и потребление пищи. Кроме того, он подавляет секрецию поджелудочной железы, стимулирует сокращение желчного пузыря и замедляет опорожнение желудка, а также перистальтику кишечника. Наиболее сильными пищевыми стимуляторами секреции PYY являются жир и белок, тогда как потребление углеводов вызывает меньшую реакцию. Влияние пищевых волокон на постпрандиальную реакцию на PYY противоречиво (Cooper, 2014).

GLP-1 секретируется L-клетками, которые обнаруживаются в высокой плотности в подвздошной и толстой кишке, но, как сообщалось, также присутствуют в двенадцатиперстной кишке в сопоставимых количествах с К-клетками (Theodorakis et al., 2006). Он стимулирует секрецию инсулина после еды, снижает секрецию глюкагона и задерживает опорожнение желудка. Прием белков и жиров стимулирует высвобождение GLP-1 (Carr et al., 2008), а также присутствие углеводов в более дистальных отделах тонкой кишки (Little et al., 2006). Позднее и продолжительное повышение концентрации GLP-1 в плазме было показано после приема внутрь медленно усваиваемого сырого кукурузного крахмала (Wachters-Hagedoorn et al., 2006) и когда переваривание сахарозы задерживалось ингибитором α-глюкозидазы акарбозой (Qualmann et al. al., 1995; Seifarth et al., 1998). Но когда сахар и крахмал попадают в комплексные пищевые матрицы, влияние на стимуляцию секреции GLP-1 менее очевидно (Eelderink et al., 2016; Karhunen et al., 2010; Klosterbuer et al., 2012). Другими стимулами секреции GLP-1, по-видимому, являются короткоцепочечные жирные кислоты, продуцируемые микробиотой толстой кишки при ферментации пищевых волокон (Kaji et al., 2014; Zietek and Daniel, 2015), что ожидает подтверждения в исследованиях на людях (Bodinham et al. ., 2013).

Глюкозозависимый инсулинотропный полипептид (GIP) продуцируется K-клетками, расположенными в проксимальном отделе кишечника.Как и GLP-1, GIP представляет собой инкретиновый гормон, который усиливает стимулируемое глюкозой высвобождение инсулина. Его секреция запускается усваиваемыми углеводами, белками и липидами (Deacon and Ahren, 2011). Schirra et al. (1996) продемонстрировали, что высвобождение GIP пропорционально доставке глюкозы в двенадцатиперстную кишку с использованием перфузии глюкозы в двенадцатиперстной кишке.

Типы гормонов | Безграничная биология

Гормональные функции

Эндокринная система играет роль в росте, метаболизме и других процессах, высвобождая гормоны в кровь.

Цели обучения

Оценить гормоны и их назначение в организме

Ключевые выводы

Ключевые моменты
  • Гормоны служат химическими посредниками в организме и помогают поддерживать гомеостаз.
  • Гормоны попадают в жидкости организма, например кровь, и переносят их к клеткам-мишеням.
  • Клетки-мишени реагируют на гормон, когда они экспрессируют специфический рецептор этого гормона.
  • Гормоны также играют роль в регуляции гибели клеток, иммунной системы, репродуктивного развития, перепадов настроения и тяги к голоду.
  • В надпочечниках адреналин и норадреналин регулируют реакцию на стресс; в щитовидной железе гормоны щитовидной железы регулируют скорость метаболизма.
Ключевые термины
  • клетка-мишень : любая клетка, имеющая специфический рецептор гормона
  • гормон : любое вещество, вырабатываемое одной тканью и переносимое кровотоком в другую для воздействия на физиологическую активность
  • эндокринная система : система управления железами без протоков, которые выделяют гормоны, которые циркулируют через кровоток для воздействия на клетки в определенных органах

Эндокринная система: гормоны

Эндокринная система животного контролирует процессы в организме посредством выработки, секреции и регулирования гормонов.Гормоны служат химическими «посланниками», которые участвуют в деятельности клеток и органов, поддерживая гомеостаз тела. Поддержание гомеостаза в организме требует координации множества различных систем и органов. Связь между соседними клетками, а также между клетками и тканями в отдаленных частях тела происходит посредством высвобождения гормонов в жидкости организма (обычно в кровь), которые переносят их к своим клеткам-мишеням. Клетки-мишени, имеющие рецептор сигнала, реагируют на гормон, когда они экспрессируют специфический рецептор этого гормона.Клеточные реципиенты определенного гормонального сигнала могут быть одним из нескольких типов клеток, которые находятся в разных тканях, как в случае с инсулином, который вызывает широкий спектр системных физиологических эффектов. Различные типы тканей также могут по-разному реагировать на один и тот же гормональный сигнал.

Высвобождая гормоны, эндокринная система играет роль в росте, метаболизме и половом развитии. Гормоны также играют роль в индукции или подавлении гибели клеток, активации или подавлении иммунной системы, перепадах настроения и жажде голода.У людей общие заболевания эндокринной системы включают заболевание щитовидной железы и сахарный диабет.

Примеры эндокринных желез: надпочечники, вырабатывающие гормоны, такие как адреналин и норадреналин, регулирующие реакцию на стресс, и щитовидную железу, вырабатывающую гормоны щитовидной железы, регулирующие скорость метаболизма. У организмов, претерпевающих метаморфоз, процесс контролируется эндокринной системой. Например, превращение головастика в лягушку является сложным и тонким, чтобы адаптироваться к конкретным условиям окружающей среды и экологическим обстоятельствам.

Гормоны в метаморфозе : Процесс метаморфоза земноводных, как видно на показанных здесь стадиях превращения головастика в лягушку, осуществляется гормонами.

Липидные, аминокислотные и пептидные гормоны

Все гормоны в организме человека можно разделить на гормоны липидного, аминокислотного и пептидного происхождения.

Цели обучения

Распознавать характеристики, связанные с липидными, аминокислотными и пептидными гормонами

Ключевые выводы

Ключевые моменты
  • Большинство липидных гормонов представляют собой стероидные гормоны, которые обычно представляют собой кетоны или спирты и нерастворимы в воде.
  • Стероидные гормоны (оканчивающиеся на «-ол» или «-он») включают эстрадиол, тестостерон, альдостерон и кортизол.
  • Гормоны, производные от аминокислот (заканчивающиеся на «-ine»), являются производными тирозина и триптофана и включают адреналин и норадреналин (продуцируемые мозговым веществом надпочечников).
  • Гормоны, производные от аминокислот, также включают тироксин (вырабатываемый щитовидной железой) и мелатонин (вырабатываемый шишковидной железой).
  • Пептидные гормоны состоят из полипептидной цепи; они включают такие молекулы, как окситоцин (короткая полипептидная цепь) или гормоны роста (белки).
  • Гормоны, производные от аминокислот, и белковые гормоны растворимы в воде и не растворяются в липидах.
Ключевые термины
  • окситоцин : гормон, стимулирующий схватки во время родов, а затем выработку молока
  • адреналин : (адреналин) гормон аминокислотного происхождения, секретируемый надпочечниками в ответ на стресс
  • эстроген : любой из группы стероидов (липидных гормонов), которые секретируются яичниками и действуют как женские половые гормоны

Типы гормонов

Хотя в организме человека существует множество различных гормонов, их можно разделить на три класса в зависимости от их химической структуры: гормоны липидного происхождения, производные аминокислот и пептидные гормоны (включая пептиды и белки).Одной из ключевых отличительных особенностей гормонов липидного происхождения является то, что они могут диффундировать через плазматические мембраны, тогда как гормоны, производные от аминокислот и пептиды, не могут.

Гормоны липидного происхождения (или липидорастворимые гормоны)

Большинство липидных гормонов получают из холестерина, поэтому структурно схожи с ним. Основным классом липидных гормонов человека являются стероидные гормоны. Химически эти гормоны обычно представляют собой кетоны или спирты; их химические названия заканчиваются на «-ол» для спиртов или на «-он» для кетонов.Примеры стероидных гормонов включают эстрадиол, который представляет собой эстроген, или женский половой гормон, и тестостерон, который представляет собой андроген, или мужской половой гормон. Эти два гормона выделяются женскими и мужскими репродуктивными органами соответственно. Другие стероидные гормоны включают альдостерон и кортизол, которые выделяются надпочечниками вместе с некоторыми другими типами андрогенов. Стероидные гормоны не растворяются в воде; они переносятся транспортными белками крови. В результате они остаются в кровотоке дольше, чем пептидные гормоны.Например, кортизол имеет период полураспада от 60 до 90 минут, тогда как адреналин, гормон, производный от аминокислоты, имеет период полураспада примерно в одну минуту.

Гормоны на основе липидов : Показанные здесь структуры представляют (а) холестерин плюс стероидные гормоны (б) тестостерон и (в) эстрадиол.

Гормоны, производные аминокислот

Гормоны, производные от аминокислот, представляют собой относительно небольшие молекулы, производные от аминокислот тирозина и триптофана. Если гормон является производным от аминокислоты, его химическое название заканчивается на «-ine».Примеры гормонов, производных от аминокислот, включают адреналин и норэпинефрин, которые синтезируются в мозговом веществе надпочечников, и тироксин, который вырабатывается щитовидной железой. Шишковидная железа в головном мозге вырабатывает и секретирует мелатонин, который регулирует циклы сна.

Гормоны, производные от аминокислот : (a) Гормон адреналин, который вызывает реакцию «бей или беги», происходит из аминокислоты тирозина. (б) Гормон мелатонин, регулирующий циркадные ритмы, происходит из аминокислоты триптофана.

Пептидные гормоны

Структура пептидных гормонов представляет собой структуру полипептидной цепи (цепи аминокислот). Пептидные гормоны включают молекулы, которые представляют собой короткие полипептидные цепи, такие как антидиуретический гормон и окситоцин, продуцируемые в головном мозге и высвобождаемые в кровь в задней доле гипофиза. Этот класс также включает небольшие белки, такие как гормоны роста, вырабатываемые гипофизом, и большие гликопротеины, такие как фолликулостимулирующий гормон, вырабатываемый гипофизом.

Пептидные гормоны : Показаны структуры пептидных гормонов (а) окситоцина, (б) гормона роста и (в) фолликулостимулирующего гормона. Эти пептидные гормоны намного больше, чем те, которые получены из холестерина или аминокислот.

Секретируемые пептиды, такие как инсулин, хранятся в пузырьках в клетках, которые их синтезируют. Затем они высвобождаются в ответ на раздражители (например, в виде высокого уровня глюкозы в крови в случае инсулина). Аминокислотные и полипептидные гормоны растворимы в воде и не растворяются в липидах.Эти гормоны не могут проходить через плазматические мембраны клеток; следовательно, их рецепторы находятся на поверхности клеток-мишеней.

Химия, синтез и выведение гормонов

Химия, синтез и выведение гормонов

Nature использует разнообразный спектр молекул в качестве гормонов, и знание основной структуры гормона дает значительные знания о его рецепторе и механизме действия. Кроме того, более простые структуры часто можно использовать для создания аналогичных молекул — агонистов и антагонистов, которые имеют терапевтическую ценность.

Как и все молекулы, гормоны синтезируются, какое-то время существуют в биологически активном состоянии, а затем разлагаются или разрушаются. Опять же, понимание «периода полураспада» и способа выведения гормона помогает понять его роль в физиологии и имеет решающее значение при использовании гормонов в качестве лекарств.

Чаще всего гормоны делятся на четыре структурные группы, члены каждой группы обладают многими общими свойствами:

  • Пептиды и белки
  • Стероиды
  • Аминокислотные производные
  • Производные жирных кислот — эйкозаноиды
Пептиды и белки

Пептидные и белковые гормоны, конечно же, являются продуктами трансляции.Они значительно различаются по размеру и посттрансляционным модификациям, от пептидов длиной в три аминокислоты до больших многосубъединичных гликопротеинов.

Многие белковые гормоны синтезируются как прогормоны, а затем протеолитически обрезаны для образования их зрелой формы. В других случаях гормон изначально встроен в последовательность более крупного предшественника, а затем высвобождается в результате множественных протеолитических расщеплений.

Пептидные гормоны синтезируются в эндоплазматическом ретикулуме, переносятся в Гольджи и упаковываются в секреторные пузырьки для экспорта.Они могут секретироваться одним из двух путей:

  • Регулируемая секреция: Клетка хранит гормон в секреторных гранулах и высвобождает их «всплесками» при стимуляции. Это наиболее часто используемый путь, который позволяет клеткам секретировать большое количество гормона в течение короткого периода времени.
  • Конститутивная секреция: Клетка не хранит гормон, но секретирует его из секреторных пузырьков по мере его синтеза.

Большинство пептидных гормонов циркулируют несвязанными с другими белками, но существуют исключения; например, инсулиноподобный фактор роста-1 связывается с одним из нескольких связывающих белков.В целом период полураспада циркулирующих пептидных гормонов составляет всего несколько минут.

Стероиды

Стероиды — это липиды, а точнее производные холестерина. Примеры включают половые стероиды, такие как тестостерон, и стероиды надпочечников, такие как кортизол.

Первым и лимитирующим этапом в синтезе всех стероидных гормонов является превращение холестерина в прегненолон, которое проиллюстрировано здесь, чтобы продемонстрировать систему нумерации колец и атомов углерода для идентификации различных стероидных гормонов.

Прегненолон образуется на внутренней мембране митохондрий, затем перемещается между митохондрией и эндоплазматическим ретикулумом для дальнейших ферментативных преобразований, участвующих в синтезе производных стероидных гормонов.

Недавно синтезированные стероидные гормоны быстро секретируются из клетки, практически без накопления. Увеличение секреции отражает ускорение синтеза. После секреции все стероиды в некоторой степени связываются с белками плазмы.Это связывание часто имеет низкое сродство и неспецифично (например, к альбумину), но некоторые стероиды транспортируются специфическими связывающими белками, что явно влияет на их период полужизни и скорость выведения.

Стероидные гормоны обычно выводятся путем инактивации метаболических преобразований и выведения с мочой или желчью.

Производные аминокислот

Есть две группы гормонов, производных от аминокислоты тирозина:

  • Гормоны щитовидной железы в основном представляют собой «двойной» тирозин с критическим включением 3 или 4 атомов йода.
  • Катехоламины включают адреналин и норэпинефрин, которые используются как гормоны, так и нейротрансмиттеры.

Пути к синтезу этих гормонов представлены на участках щитовидной железы и мозгового вещества надпочечников.

Период полувыведения гормонов щитовидной железы в кровотоке составляет несколько дней. Они инактивируются прежде всего внутриклеточными дейодиназами. Катехоламины, с другой стороны, быстро разлагаются, их период полураспада составляет всего несколько минут.

Две другие аминокислоты используются для синтеза гормонов:

Производные жирных кислот — эйкозаноиды

Эйкозаноиды — это большая группа молекул, полученных из полиненасыщенных жирных кислот. Основные группы гормонов этого класса — простагландины, простациклины, лейкотриены и тромбоксаны.

Арахадоновая кислота является наиболее распространенным предшественником этих гормонов. Запасы арахадоновой кислоты присутствуют в липидах мембран и высвобождаются под действием различных липаз.Конкретные эйкозаноиды, синтезируемые клеткой, определяются набором процессирующих ферментов, экспрессируемых в этой клетке.

Эти гормоны быстро инактивируются в результате метаболизма и обычно активны всего несколько секунд.

Обновлено в апреле 2019 г. Отправляйте комментарии по адресу [email protected]

механизмов и стратегий формирования пептидных гормонов растений | Физиология растений и клетки

Абстрактные

Геномы растений кодируют множество коротких пептидов, действующих как сигнальные молекулы.С момента открытия томатного системина у растений было обнаружено множество пептидных сигналов, варьирующихся по размеру, структуре и модификациям. Более того, новые пептиды все еще идентифицируются. Удивительно, но организмы, не являющиеся растительными, особенно патогены, также продуцируют пептиды, которые проявляют гормональную активность против растений-хозяев, захватывая их эндогенные системы рецепции. В этом обзоре мы сосредоточимся на коротких секреторных пептидах, содержащих от пяти до 20 аминокислот. Сначала мы суммируем недавние достижения в понимании взаимосвязи между биоактивностью и структурой пептидных гормонов растений.Затем мы вводим тему пептидов, продуцируемых нерастительными организмами. Наконец, мы описываем синтетические пептиды, синтезированные в лабораториях, которые обладают интересными биологически активными свойствами, превосходящими свойства природных пептидных гормонов.

Введение

В этом мини-обзоре мы стремимся обсудить, как формировались молекулярные структуры растительных пептидных гормонов и как можно создать искусственные пептидные гормоны с новыми биологическими функциями. С момента открытия томатного системина (Pearce et al.1991), был идентифицирован ряд различных классов пептидных сигналов. Они действуют внеклеточно, узнавая свои рецепторы на плазматической мембране клеток-мишеней. На основании (i) структур зрелых пептидов и (ii) способов доставки во внеклеточное пространство, эти пептидные сигналы или растительные пептидные гормоны классифицируются на три группы: секретируемые малые пептиды, несекретируемые малые пептиды и секретируемые богатые цистеином пептиды (CRPs) (Matsubayashi 2014). Первые два имеют длину примерно 5-20 аминокислот и не подвергаются внутримолекулярным дисульфидным связям, в то время как CRP состоят из 50-100 аминокислот и имеют относительно фиксированную структуру из-за внутриклеточных дисульфидных мостиков (Ohki et al.2011). В этом мини-обзоре мы фокусируемся на коротких пептидах, все из которых воспринимаются киназами рецепторов с богатыми лейцином повторами (LRR-RK). Интересно, что такие пептидные сигналы также вырабатываются фитопатогенами для перехвата функций растений-хозяев. В первом и втором разделах мы опишем вариации, обнаруженные у растений и паразитарных фитопатогенов, соответственно. Поскольку этот обзор посвящен молекулярным структурам пептидов, особенно двудольных, пожалуйста, обратитесь к другой литературе для получения последней информации и обсуждения биологических функций пептидных сигналов у различных видов растений, включая однодольные (Grienenberger and Fletcher 2015, Higashiyama and Takeuchi 2015, Je et al. al.2016, Okamoto et al. 2016, Somssich et al. 2016, Zipfel and Oldroyd 2017, Stegmann et al. 2017). В дополнение к естественным механизмам, формирующим эти пептидные гормоны, мы представим синтетические подходы для создания новых биоактивных пептидов в последнем разделе.

Производство растений

Классы пептидов, рецепторы и структурные идеи

Малые пептидные сигналы растений включают системин, PSK (фитосульфокин), HypSys (богатый гидроксипролином гликопептидный системин), Pep1, CLE (связанные с CLAVATA3 / EMBRYO SURROUNDING REGION) / TDIF (фактор, препятствующий дифференцировке трахеарных элементов), PSY (растительный пептид, содержащий сульфатированный тирозин), CEP (пептид, кодируемый на С-конце), RGF / CLEL / GLV (фактор роста корневой меристемы / CLE-подобный / GOLVEN), PIP (PAMP-ИНДУЦИРУЕМЫЙ ПЕПТИД), IDA (ДЕФИЦИТ ИНФЛОРЕСЦЕНТНОСТИ ПРИ ПРОБУЖДЕНИИ) и CIF (Casparian фактор целостности полосы) подклассы (Pearce et al.1991 г., Мацубаяси и Сакагами 1996 г., Пирс и др. 2001, Huffaker et al. 2006 г., Ито и др. 2006 г., Ohyama et al. 2008 г., Ohyama et al. 2009 г., Мацузаки и др. 2010 г., Окамото и др. 2013 г., Hou et al. 2014, Schardon et al. 2016 г., Доблас и др. 2017, Накаяма и др. 2017). Они кодируются в геноме как белки-предшественники и созревают в активные формы посредством посттрансляционного процессинга, включая протеолитическое расщепление протеазами (Tamaki et al. 2013, Engineer et al. 2014, Schardon et al. 2016) и модификации конкретных остатков путем модификации ферменты (Hieta and Myllyharju 2002, Tiainen et al.2005 г., Yuasa et al. 2005, Komori et al. 2009, Ogawa-Ohnishi et al. 2013), такие как сульфатирование тирозина, гидроксилирование пролина и арабинозилирование гидроксипролина.

Рецепторы для этих пептидов были идентифицированы генетически и биохимически (Бутенко и др., 2014). Основным классом рецепторов являются LRR-RK (Shiu and Bleecker 2001). LRR-RK представляют собой киназы с одним трансмембранным доменом, содержащие внеклеточные LRR, которые могут участвовать в универсальном молекулярном распознавании. Рецепторы для CLE / TDIF (Hirakawa et al.2008 г., Огава и др. 2008), IDA (Сантьяго и др., 2016), CEP (Табата и др., 2014), Pep1 (Ямагути и др., 2006), RGF (Шинохара и др., 2016), PIP1 (Хоу и др., 2014) и CIF ( Doblas et al.2017, Nakayama et al.2017) относятся к подклассу XI семейства LRR-RK, а рецептор PSK PSKR относится к подклассу X (Matsubayashi et al.2002). Считается, что связывание пептидных гормонов с их рецепторами привлекает дополнительные корецепторы для активации последующих сигнальных событий путем трансфосфорилирования между соседними доменами киназ (рис.1А). Сокристаллические структуры нескольких пар пептид-рецептор были недавно решены (Song et al. 2016a). Внеклеточная область рецепторов содержит LRR, который образует суперспиральную структуру, обеспечивающую структурный каркас для формирования поверхности взаимодействия для соответствующего пептидного лиганда. В каждом комплексе пептид-рецептор молекула пептида вытягивается вдоль внутренней поверхности суперспирали (рис. 1B). Как правило, пептидные лиганды действуют как молекулярный клей для стабилизации взаимодействия между каждым соответствующим рецептором и его корецептором (рис.1A, B) (Тан и др., 2015, Морита и др., 2016, Сантьяго и др., 2016, Сонг и др., 2016b, Чжан и др., 2016). Интересно, что в случае восприятия PSK с помощью PSKR связывание пептида с рецептором запускает его аллостерическое изменение, что позволяет связывать корецептор SERK (SOMATIC EMBRYOGENESIS RECEPTOR KINASE) с PSKR (Wang et al. 2015). В некоторых случаях LRR-RK могут работать с другими классами белков для восприятия пептидных сигналов и / или запуска внутриклеточной передачи сигналов, таких как одиночные трансмембранные белки LRR, несущие только внеклеточные LRR без внутриклеточных киназных доменов (Jeong et al 1999, Nadeau and Sack 2002). и трансмембранные киназные белки, содержащие только внутриклеточные киназные домены без внеклеточных LRR (Müller et al.2008) (рис. 1С). Однако механизмы прямого распознавания пептидов и передачи сигнала этими белками еще предстоит точно понять (Bleckmann et al. 2010, Kinoshita et al. 2010, Zhu et al. 2010, Nimchuk et al. 2011, Bommert et al. 2013, Шталь и др., 2013 г., Исида и др., 2014 г.).

Рис. 1

Предлагаемое действие пептидного гормона и его пары рецептор-корецептор в модели «молекулярного клея». (A) Рецептор (красный) взаимодействует со своим корецептором (синий) только в присутствии пептидного гормона (коричневый).Считается, что после связывания пептида рецептор и корецептор могут фосфорилировать друг друга, запуская внутриклеточную передачу сигналов. (B) Сокристаллическая структура пептида IDA (желтый) и доменов LRR его рецептора HAESA (красный) и корецептора SERK1 (синий) (номер доступа PBD: 5IYX) (Santiago et al., 2016) показана как пример комплекса пептид-рецептор-корецептор. Структура была проиллюстрирована с помощью программы просмотра NGL на веб-сайте Protein Data Bank. (C) Белки LRR без киназных доменов (зеленый) могут участвовать в самом непосредственном распознавании лигандов с рецепторами LRR-RK (красный).Кроме того, трансмембранные киназы без внеклеточных доменов (пурпурный) могут запускать внутриклеточную трансдукцию сигнала, согласованно с рецепторами LRR-RK (красный).

Рис. 1

Предлагаемое действие пептидного гормона и его пары рецептор-корецептор в модели «молекулярного клея». (A) Рецептор (красный) взаимодействует со своим корецептором (синий) только в присутствии пептидного гормона (коричневый). Считается, что после связывания пептида рецептор и корецептор могут фосфорилировать друг друга, запуская внутриклеточную передачу сигналов.(B) Сокристаллическая структура пептида IDA (желтый) и доменов LRR его рецептора HAESA (красный) и корецептора SERK1 (синий) (номер доступа PBD: 5IYX) (Santiago et al., 2016) показана как пример комплекса пептид-рецептор-корецептор. Структура была проиллюстрирована с помощью программы просмотра NGL на веб-сайте Protein Data Bank. (C) Белки LRR без киназных доменов (зеленый) могут участвовать в самом непосредственном распознавании лигандов с рецепторами LRR-RK (красный). Кроме того, трансмембранные киназы без внеклеточных доменов (пурпурный) могут запускать внутриклеточную трансдукцию сигнала, согласованно с рецепторами LRR-RK (красный).

На связывающей поверхности пептидного гормона и рецептора как основная, так и боковые цепи пептида образуют множественные водородные связи и / или гидрофобные контакты с рецептором. В некоторых случаях модификации боковой цепи пептидных лигандов напрямую взаимодействуют с остатками рецептора, такими как пара PSK – PSKR, которая включает две сульфатные группы PSK на поверхности взаимодействия (Wang et al. 2015). Сульфатная группа RGF1 распознается мотивом RxGG, который является консервативным среди рецепторов RGF (Song et al.2016b). Остаток гидроксипролина пептида IDA образует водородные связи с рецептором (Santiago et al., 2016). Напротив, гидроксипролины пептидов CLE не взаимодействуют напрямую со своими рецепторами (Morita et al., 2016, Zhang et al., 2016). Дальнейшее арабинозилирование гидроксипролинов обнаруживается в некоторых CLE, и арабинозилирование важно для биоактивности (Ohyama et al. 2009, Okamoto et al. 2013, Xu et al. 2015). Предполагаемая роль арабинозилирования состоит в том, чтобы вызывать конформационные искажения на пептидном остове строго направленным образом, обеспечивая значительное увеличение сродства к соответствующим рецепторам (Shinohara and Matsubayashi 2013).

Сообщенные сокристаллические структуры LRR-RK подкласса XI и их пептидных лигандов также показывают, что консервативные мотивы RxR рецепторов участвуют во взаимодействии со свободной карбоксильной группой последнего остатка TDIF / CLE41, Pep1, RGF1. или IDA (Song et al. 2016a), что согласуется с отчетом о протеазе SOL1 (SUPPRESSOR OF LLP1 1), необходимой для созревания функционального пептида CLE19 путем отщепления C-концевого удлинения в его предшественнике (Tamaki et al. . 2013).

В совокупности формы пептидных гормонов и их распознавание соответствующими рецепторами были согласованно разработаны в ходе их молекулярной эволюции.

Диверсификация в условиях эволюционных ограничений

Все идентифицированные гены пептидных гормонов растений принадлежат к семействам генов. Каждое семейство содержит небольшие вариации в последовательностях зрелых лигандов. Такие незначительные вариации могли образоваться под определенным эволюционным давлением в их молекулярной эволюции.Вклад каждого аминокислотного остатка в пептидные гормоны можно исследовать путем анализа взаимосвязи структура-активность с использованием мутированных пептидов. Типичным методом является сканирование аланином, при котором каждый остаток пептидного гормона заменяется один за другим на аланин. Если замещение аланином определенного остатка влияет на биоактивность, боковая цепь остатка должна играть важную роль в проявлении удельной биоактивности. Например, шестой глицин пептида TDIF / CLE41 важен из-за его изогнутой структуры, которая распознается его рецептором TDR / PXY, и действительно, замена глицина на аланин отменяет биоактивность (Ito et al.2006 г., Морита и др. 2016).

С другой стороны, некоторые остатки могут играть роль, чтобы избежать активации нежелательной передачи сигналов. Совсем недавно сообщалось об интригующем примере этого случая (Hirakawa et al., 2017). Пептиды семейства CLE подразделяются на два подсемейства; одна группа (A-тип), которая может влиять на меристемы побега и корня, а другая (B-тип), которая влияет на сосудистую меристему (Cock and McCormick 2001, Ito et al. 2006, Whitford et al. 2008). CLEs B-типа имеют характерный остаток серина в 11-м положении в зрелой форме (рис.2), который консервативен только среди пептидов B-типа в семействе CLE (Oelkers et al. 2008, Hirakawa and Bowman 2015). Неожиданно мутация 11-го серина в гистидин приводит к приобретению активности A-типа без потери исходной активности B-типа (рис. 2). Такое поразительное свойство было упущено из виду при предыдущем сканировании аланина, которое классифицировало 11-й серин как «незаменимый» остаток для биоактивности (Ito et al. 2006). Это предполагает, что 11-й серин может оставаться неизменным, чтобы избежать нежелательной передачи сигналов, которая нарушает хорошо организованную сигнальную сеть для роста и развития.

Рис. 2

Пептидные гормоны CLE, производимые растениями, патогенами и лабораториями. Показаны аминокислотные последовательности репрезентативных пептидов CLE. Пептиды CLE, продуцируемые растениями и патогенами, подразделяются на типы A и B в зависимости от их активности. Пептиды CLE в одной группе не проявляют активности другой группы, что указывает на существование строгого барьера специфичности (зеленый) между двумя группами. Однако недавно сообщалось, что некоторые искусственные пептиды CLE, синтезированные в лабораториях, проявляют обе активности за пределами барьера специфичности (Hirakawa et al.2017), на что указывают открытые розовые стрелки. Сплошные розовые стрелки указывают потоки для создания синтетических бифункциональных пептидов. Черным жирным шрифтом обозначены характерные 11-е остатки. Розовый жирный шрифт обозначает замененные остатки для создания бифункциональных пептидов. См. Основной текст для подробного объяснения.

Рис. 2

Пептидные гормоны CLE, производимые растениями, патогенами и лабораториями. Показаны аминокислотные последовательности репрезентативных пептидов CLE. Пептиды CLE, продуцируемые растениями и патогенами, подразделяются на типы A и B в зависимости от их активности.Пептиды CLE в одной группе не проявляют активности другой группы, что указывает на существование строгого барьера специфичности (зеленый) между двумя группами. Однако недавно сообщалось, что некоторые искусственные пептиды CLE, синтезированные в лабораториях, демонстрируют обе активности за пределами барьера специфичности (Hirakawa et al., 2017), как показано открытыми розовыми стрелками. Сплошные розовые стрелки указывают потоки для создания синтетических бифункциональных пептидов. Черным жирным шрифтом обозначены характерные 11-е остатки.Розовый жирный шрифт обозначает замененные остатки для создания бифункциональных пептидов. См. Основной текст для подробного объяснения.

Сделано из птогенов

Гомологи пептидных гормонов растений обнаруживаются в геномах фитопатогенов, которые могут быть приобретены либо путем конвергентной эволюции, либо путем горизонтального переноса генов от растений-хозяев (Olsen and Skriver 2003). Паразитические нематоды проникают в корень растения и изменяют структуру его ткани, образуя питающие клетки / ткани, такие как синцитии и гигантские клетки (Mitchum et al.2012). С этой целью паразитические нематоды секретируют эффекторные белки, чтобы захватить системы развития растений-хозяев. Первым примером секреторных пептидов, продуцируемых паразитическими нематодами, является HgCLE1 / syv46 нематоды соевых бобов Heterodera glycines , который показывает сходство с пептидами CLE A-типа растений-хозяев (Wang et al. 2001, Olsen and Skriver 2003). . HgCLE1 экспрессируется в основном в пищеводных железах и высвобождается в клетки растений через стилет (Wang et al. 2005).Белок-предшественник пептида HgCLE1 содержит домен, необходимый для его субклеточного транспорта в апопласт, позволяя полученному нематодой пептиду CLE взаимодействовать с внеклеточными доменами рецепторов-мишеней в растениях-хозяевах (Wang et al. 2010, Replogle et al. 2011) . В дополнение к CLE-пептидам A-типа, гомологи CLE B-типа также были недавно описаны в Heterodera schachtii (Guo et al.2017). Поскольку CLE типа A и B синергетически способствуют утолщению сосудов у растений (Whitford et al.2008), нематоды могли использовать этот синергетический эффект для максимизации своего успешного паразитизма. Интересно, что последовательности CLE-пептидов у нематод немного отличаются от таковых у растительных CLE-пептидов (Fig. 2; Yamaguchi et al. 2016), что может отражать различия в процессах созревания между нематодными и растительными CLE-пептидами. Помимо коротких пептидов CLE, функциональные гомологи пептидного гормона CRP-типа RALF (фактор быстрого ощелачивания) также обнаруживаются у грибковых патогенов (Masachis et al.2016 г., Thynne et al. 2016). Значение различий в пептидных последовательностях между гомологами растений и патогенов до конца не изучено. Пока еще не выявленные ограничения, возможно, существовали в эволюции взаимодействия растение-патоген.

Сделано в лабораториях

Как упоминалось выше, природные пептидные гормоны вырабатываются в живых организмах и оптимально сформированы под давлением эволюции. Напротив, химический синтез в лабораториях не имеет таких ограничений и, таким образом, может дать возможность новым принципам конструирования функциональных пептидов.Теоретически создание искусственных биоактивных молекул может быть выполнено для любого типа гормонов. Например, можно представить себе молекулу, которая проявляет активность как ауксина, так и цитокинина, путем простого связывания ИУК и кинетина. Однако, учитывая структурную информацию о лиганд-связывающих карманах рецепторов ауксина и цитокинина (Tan et al. 2007, Hothorn et al. 2011), эту воображаемую бифункциональную молекулу сложно сконструировать. С другой стороны, недавно сообщалось о синтезе бифункциональных пептидов, которые связывают и активируют два различных рецептора CLE (Hirakawa et al.2017). И CLV3, и CLE25 относятся к пептидам CLE A-типа и влияют на меристемы побегов и корней. У них четыре аминокислотные замены по сравнению друг с другом (рис. 2). Неожиданно систематическая замена этих остатков привела к открытию синтетического пептида, который проявляет активность B-типа в дополнение к исходной активности A-типа (рис.2: CLV3-KIN, который имеет основу CLV3 с K, I и N замены, полученные из CLE25), взаимодействуя с рецепторами CLE как A-типа, так и B-типа.Как упоминалось выше, TDIF / CLE41 также может приобретать бифункциональность за счет аминокислотной замены (рис. 2: CLE41-H). Эти исследования предполагают, что строительные блоки для создания неестественных бифункциональных пептидов (таких как CLV3-KIN и CLE41-H) существуют в естественном разнообразии генома. Дальнейшая идентификация такой скрытой биоактивности станет будущим вызовом для инженерии межклеточной передачи сигналов у растений.

Пептиды представляют собой цепочки аминокислот, связанных амидными связями (пептидными связями). Пептидоподобные молекулы с различными структурами основной цепи вместе называются пептидомиметиками.Пептидомиметики были разработаны специально в области открытия лекарств, стремясь повысить стабильность и активность in vivo (Vagner et al. 2008). В предыдущем исследовании использовался этот подход для понимания взаимосвязи структура-активность пептидов CLE, и девятый остаток пролина был заменен серией пептоидов, модифицированных N , таких как саркозин ( N -метилглицин), для контроля биоактивности. (Кондо и др. 2011). Помимо пептоидов, синтетические пути для новых молекулярных конструкций пептидомиметиков были исследованы не только для чистой химии, но и для разработки подходов к биоинженерии.Используя разнообразие молекулярных структур пептидов / пептидомиметиков, которые также могут включать неестественные боковые цепи, мы можем расширить инструментарий для исследований пептидных гормонов в направлении создания беспрецедентной биоактивности.

Финансирование

Это исследование было поддержано Министерством образования, культуры, спорта, науки и технологий (MEXT) / Японским обществом содействия науке (JSPS) KAKENHI [грант № 14J08452, выданный Y.H .; JP262

и JP16H01237 — K.U.T .; JP16H01462 и JP17H03695, выданные N.U.] и Медицинский институт Говарда Хьюза (HHMI) и Фонд Гордона и Бетти Мур (GBMF) [грант No. GBMF3035 для K.U.T]. Y.H. был научным сотрудником JSPS; K.U.T. является следователем HHMI – GBMF.

Раскрытие информации

Авторы не заявляют о конфликте интересов.

Сокращения

    Сокращения

  • CEP

    Пептид, кодируемый на С-конце

  • CIF

    Фактор целостности полоски Каспариана

  • CLE

    CLAVATA3 / EMBRYO SURROUNDING REGION

  • 0 9295000 9000 9295000

    000

    000

    000 CRROUNDING REGION

    ДЕФИЦИЕНТ ВЛИЯНИЯ ПРИ АБСЦИССИИ

  • LRR-RK

    киназа рецептора с богатым лейцином повтором

  • PIP

  • PSK

  • RGF 9000ISTEM

    RGF 9000ISSR 9000RGF 9000ISS 9000 РЕЦЕПТОР КИНАЗА

  • TDIF

    Фактор ингибирования дифференцировки трахеальных элементов

Ссылки

Блекманн

А.

,

Weidtkamp-Peters

S.

,

Seidel

C.A.

,

Simon

R.

(

2010

)

Передача сигналов стволовыми клетками у Arabidopsis требует CRN для локализации CLV2 на плазматической мембране

.

Plant Physiol.

152

:

166

176

.

Bommert

P.

,

Je

B.I.

,

Goldshmidt

A.

,

Jackson

D.

(

2013

)

Ген Gα кукурузы COMPACT PLANT2 функционирует в передаче сигналов CLAVATA для управления размером меристемы побегов

.

Природа

502

:

555

558

.

Бутенко

M.A.

,

Вильдхаген

М.

,

Альберт

М.

,

Jehle

A.

,

Kalbacher

H.

,

Aalen

R.B.

et al. . (

2014

)

Инструменты и стратегии для сопоставления пар пептид – лиганд рецептор

.

Plant Cell

26

:

1838

1847

.

Петух

J.M.

,

McCormick

S.

(

2001

)

Большое семейство генов, имеющих общую гомологию с CLAVATA3

.

Plant Physiol.

126

:

939

942

.

Доблас

В.Г.

,

Smakowska-Luzan

E.

,

Fujita

S.

,

Alassimone

J.

,

Barberon

M.

,

Madalinski

M.

et al. . (

2017

)

Контроль корневого диффузионного барьера за счет связывания пептида, происходящего из сосудистой сети, с рецептором SGN3

.

Наука

355

:

280

284

.

Инженер

C.B.

,

Ghassemian

M.

,

Anderson

J.C.

,

Peck

S.C.

,

Hu

H.

,

Schroeder

J.I.

(

2014

)

Карбонангидразы, EPF2 и новая протеаза опосредуют CO 2 контроль развития устьиц

.

Природа

513

:

246

250

.

Grienenberger

E.

,

Fletcher

J.C.

(

2015

)

Сигнальные молекулы полипептидов в развитии растений

.

Curr. Opin. Plant Biol.

23

:

8

14

.

Го

Х.

,

Wang

J.

,

Gardner

M.

,

Fukuda

H.

,

Kondo

Y.

,

Etchells

J.P.

et al. . (

2017

)

Идентификация CLE-пептидов цистовой нематоды B-типа и модуляция пути сосудистых стволовых клеток для формирования питающих клеток

.

PLoS Pathog.

13

:

e1006142

.

Hieta

р.

,

Myllyharju

J.

(

2002

)

Клонирование и характеристика низкомолекулярной пролил-4-гидроксилазы из Arabidopsis thaliana. Эффективное гидроксилирование богатых пролином, коллагеноподобных и индуцируемых гипоксией пептидов фактора транскрипции альфа-подобных пептидов

.

J. Biol. Chem.

277

:

23965

23971

.

Хигасияма

т.

,

Takeuchi

H.

(

2015

)

Механизм и ключевые молекулы, участвующие в направлении пыльцевых трубок

.

Annu. Rev. Plant Biol.

66

:

393

413

.

Хиракава

Ю.

,

Bowman

J.L.

(

2015

)

Роль передачи сигналов пептида TDIF в дифференцировке сосудистых клеток сохраняется среди эуфиллофитов

.

Фронт. Plant Sci.

6

:

1048

.

Хиракава

Ю.

,

Shinohara

H.

,

Kondo

Y.

,

Inoue

A.

,

Nakanomyo

I.

,

Ogawa

M.

et al. . (

2008

)

Неклеточно-автономный контроль судьбы сосудистых стволовых клеток с помощью системы пептид / рецептор CLE

.

Proc. Natl. Акад. Sci. США

105

:

15208

15213

.

Хиракава

Ю.

,

Shinohara

H.

,

Welke

K.

,

Irle

S.

,

Matsubayashi

Y.

,

Torii

K.U.

et al. . (

2017

)

Скрытая биоактивность, обусловленная синтетическими пептидами гибридных растений

.

Nat. Commun.

8

:

14318

.

Рог

М.

,

Dabi

T.

,

Chory

J.

(

2011

)

Структурная основа распознавания цитокининов гистидинкиназой 4 Arabidopsis thaliana

.

Nat. Chem. Биол.

7

:

766

768

.

Hou

С.

,

Wang

X.

,

Chen

D.

,

Yang

X.

,

Wang

M.

,

TurrÃ

D.

et al. . (

2014

)

Секретируемый пептид PIP1 усиливает иммунитет через рецептороподобную киназу 7

.

PLoS Pathog.

10

:

e1004331

.

Хаффакер

А.

,

Pearce

G.

,

Ryan

C.A.

(

2006

)

Эндогенный пептидный сигнал арабидопсиса активирует компоненты врожденного иммунного ответа

.

Proc. Natl. Акад. Sci. США

103

:

10098

10103

.

Исида

т.

,

Табата

р.

,

Yamada

M.

,

Aida

M.

,

Mitsumasu

K.

,

Fujiwara

M.

et al. . (

2014

)

Гетеротримерные G-белки контролируют пролиферацию стволовых клеток посредством передачи сигналов CLAVATA у Arabidopsis

.

Представитель EMBO

15

:

1202

1209

.

Ито

Ю.

,

Nakanomyo

I.

,

Motose

H.

,

Iwamoto

K.

,

Sawa

S.

,

Dohmae

N.

et al. . (

2006

)

Пептиды Dodeca-CLE как супрессоры дифференцировки стволовых клеток растений

.

Наука

313

:

842

845

.

Je

Б.I.

,

Gruel

J.

,

Lee

Y.K.

,

Bommert

P.

,

Arevalo

E.D.

,

Eveland

A.L.

et al. . (

2016

)

Передача сигналов от зачатков органов кукурузы через FASCIATED EAR3 регулирует пролиферацию стволовых клеток и дает признаки

.

Nat. Genet.

48

:

785

791

.

Чжон

С.

,

Trotochaud

A.E.

,

Clark

S.E.

(

1999

)

Ген CLAVATA2 Arabidopsis кодирует рецептороподобный белок, необходимый для стабильности киназы

, подобной рецептору CLAVATA1.

Plant Cell

11

:

1925

1934

.

Киношита

А.

,

Бецуяку

S.

,

Osakabe

Y.

,

Mizuno

S.

,

Nagawa

S.

,

Stahl

Y.

et al. . (

2010

)

RPK2 является важной рецептороподобной киназой, которая передает сигнал CLV3 в Arabidopsis

.

Девелопмент

137

:

3911

3920

.

Комори

р.

,

Амано

Ю.

,

Ogawa-Ohnishi

M.

,

Matsubayashi

Y.

(

2009

)

Идентификация тирозилпротеинсульфотрансферазы у Arabidopsis

.

Proc. Natl. Акад. Sci. США

106

:

15067

15072

.

Кондо

т.

,

Yokomine

K.

,

Nakagawa

A.

,

Сакагами

Y.

(

2011

)

Аналоги пептида CLV3: синтез и взаимосвязь структура – ​​активность, сосредоточенная на остатках пролина

.

Physiol растительных клеток.

52

:

30

36

.

масахи

с.

,

Segorbe

D.

,

TurrÃ

D.

,

Leon-Ruiz

M.

,

Fürst

U.

,

El Ghalid

M.

et al. . (

2016

)

Грибковый патоген выделяет подщелачивающие пептиды растений для усиления инфекции

.

Nat. Microbiol.

1

:

16043

.

Мацубаяси

Ю.

(

2014

)

Посттрансляционно модифицированные сигналы малых пептидов в растениях

.

Annu. Rev. Plant Biol.

65

:

385

413

.

Мацубаяси

Ю.

,

Ogawa

M.

,

Morita

A.

,

Sakagami

Y.

(

2002

)

Киназа рецептора LRR, участвующая в восприятии пептидного гормона растений, фитосульфокина

.

Наука

296

:

1470

1472

.

Мацубаяси

Ю.

,

Sakagami

Y.

(

1996

)

Фитосульфокин, сульфатированные пептиды, которые вызывают пролиферацию отдельных клеток мезофилла Asparagus officinalis L

.

Proc. Natl. Акад. Sci. США

93

:

7623

7627

.

Мацудзаки

Ю.

,

Ogawa-Ohnishi

M.

,

Mori

A.

,

Matsubayashi

Y.

(

2010

)

Секретируемые пептидные сигналы, необходимые для поддержания ниши корневых стволовых клеток у Arabidopsis

.

Наука

329

:

1065

1067

.

Митчум

M.G.

,

Ван

X.

,

Wang

J.

,

Davis

E.L.

(

2012

)

Роль пептидов нематод и других малых молекул в паразитизме растений

.

Annu. Rev. Phytopathol.

50

:

175

195

.

Морита

Дж.

,

Като

К.

,

Накане

Т.

,

Кондо

Ю.

,

Fukuda

H.

,

Nishimasu

H.

et al. . (

2016

)

Кристаллическая структура растительной рецептороподобной киназы TDR в комплексе с пептидом TDIF

.

Nat. Commun.

7

:

12383

.

Мюллер

р.

,

Bleckmann

A.

,

Simon

R.

(

2008

)

Рецепторная киназа CORYNE Arabidopsis передает ограничивающий стволовые клетки сигнал CLAVATA3 независимо от CLAVATA1

.

Растительная клетка

.

20

:

934

946

.

Nadeau

J.A.

,

Мешок

F.D.

(

2002

)

Контроль распределения устьиц на поверхности листьев Arabidopsis

.

Наука

296

:

1697

1700

.

Накаяма

т.

,

Shinohara

H.

,

Tanaka

M.

,

Baba

K.

,

Ogawa-Ohnishi

M.

,

Matsubayashi

Y.

(

)

(

)

(

) пептидный гормон, необходимый для формирования диффузионного барьера каспариновой полосы в корнях арабидопсиса

.

Наука

355

:

284

286

.

Нимчук

Z.L.

,

Tarr

P.T.

,

Оно

C.

,

Qu

X.

,

Meyerowitz

E.M.

(

2011

)

Передача сигналов стволовых клеток растений включает лиганд-зависимый перенос киназы рецептора CLAVATA1

.

Curr. Биол.

21

:

345

352

.

Элкерс

к.

,

Goffard

N.

,

Weiller

G.F.

,

Gresshoff

PM

,

Mathesius

U.

,

Frickey

T.

(

2008

)

Биоинформатический анализ семейства сигнальных пептидов CLE

.

BMC Plant Biol.

8

:

1

.

Огава-Охниши

М.

,

Matsushita

W.

,

Matsubayashi

Y.

(

2013

)

Идентификация трех гидроксипролиновых О-арабинозилтрансфераз в Arabidopsis thaliana

.

Nat. Chem. Биол.

9

:

726

730

.

Оки

с.

,

Takeuchi

M.

,

Mori

M.

(

2011

)

ЯМР-структура стоматагена раскрывает основу регуляции плотности устьиц пептидными гормонами растений

.

Nat. Commun.

2

:

512

.

Охьяма

К.

,

Ogawa

M.

,

Matsubayashi

Y.

(

2008

)

Идентификация биологически активного небольшого секретируемого пептида арабидопсиса путем скрининга генов in silico с последующим структурным анализом на основе ЖХ-МС

.

Plant J.

55

:

152

160

.

Охьяма

к.

,

Шинохара

Х.

,

Ogawa-Ohnishi

M.

,

Matsubayashi

Y.

(

2009

)

Гликопептид, регулирующий судьбу стволовых клеток Arabidopsis thaliana

.

Nat. Chem. Биол.

5

:

578

580

.

Окамото

с.

,

Shinohara

H.

,

Mori

T.

,

Matsubayashi

Y.

,

Kawaguchi

M.

(

2013

)

Корневые гликопептиды CLE контролируют нодуляцию путем прямого связывания с киназой рецептора HAR1

.

Nat. Commun.

4

:

2191

.

Окамото

с.

,

Tabata

R.

,

Matsubayashi

Y.

(

2016

)

Передача пептидов на большие расстояния, необходимая для гомеостаза питательных веществ в растениях

.

Curr. Opin. Plant Biol.

34

:

35

40

.

Олсен

А.Н.

,

Скривер

К.

(

2003

)

Мимикрия лиганда? Полипептид нематод, паразитирующих на растениях, сходный с CLAVATA3

.

Trends Plant Sci.

8

:

55

57

.

Пирс

г.

,

Moura

D.S.

,

Stratmann

J.

,

Ryan

C.A.

(

2001

)

Производство нескольких растительных гормонов из одного предшественника полипротеина

.

Природа

411

:

817

820

.

Пирс

г.

,

Стридом

Д.

,

Johnson

S.

,

Ryan

C.A.

(

1991

)

Полипептид из листьев томата индуцирует индуцируемые раной белки-ингибиторы протеиназ

.

Наука

253

:

895

897

.

Replogle

А.

,

Ван

Дж.

,

Блекманн

А.

,

Hussey

R.S.

,

Baum

T.J.

,

Sawa

S.

et al. . (

2011

)

Передача сигналов CLE нематод у Arabidopsis требует CLAVATA2 и CORYNE

.

Завод Дж.

65

:

430

440

.

Сантьяго

Дж.

,

Brandt

B.

,

Wildhagen

M.

,

Hohmann

U.

,

Hothorn

L.A.

,

Butenko

M.A.

et al. . (

2016

)

Механистическое понимание сигнального комплекса пептидного гормона, опосредующего опадение органов цветка

.

eLife

5

:

e15075

.

Schardon

к.

,

Холь

М.

,

Graff

L.

,

Pfannstiel

J.

,

Schulze

W.

,

Stintzi

A.

et al. . (

2016

)

Процессинг предшественников для созревания растительных пептидных гормонов субтилизин-подобными сериновыми протеиназами

.

Наука

354

:

1594

1597

.

Шинохара

H.

,

Matsubayashi

Y.

(

2013

)

Химический синтез гликопептида CLV3 арабидопсиса показывает влияние арабинозилирования гидроксипролина на конформацию и активность пептида

.

Physiol растительных клеток.

54

:

369

374

.

Шинохара

H.

,

Мори

А.

,

Yasue

N.

,

Sumida

K.

,

Matsubayashi

Y.

(

2016

)

Идентификация трех LRR-RK, участвующих в восприятии фактора роста корневой меристемы 9000 в Arab5000.

Proc. Natl. Акад. Sci. США

113

:

3897

3902

.

Шиу

S.H.

,

Бликкер

А.B.

(

2001

)

Рецептороподобные киназы Arabidopsis образуют семейство монофилетических генов, родственных рецепторным киназам животных

.

Proc. Natl. Акад. Sci. США

98

:

10763

10768

.

Somssich

М.

,

Je

B.I.

,

Саймон

Р.

,

Джексон

Д.

(

2016

)

Сигнализация CLAVATA – WUSCHEL в меристеме побега

.

Девелопмент

143

:

3238

3248

.

Песня

Вт.

,

Han

Z.

,

Wang

J.

,

Lin

G.

,

Chai

J.

(

2016a

)

Структурные сведения о распознавании лигандов и активации рецепторов растений

.

Curr. Opin. Struct. Биол.

43

:

18

27

.

Песня

Вт.

,

Liu

L.

,

Wang

J.

,

Wu

Z.

,

Zhang

H.

,

Tang

J.

et al. . (

2016b

)

Идентификация на основе сигнатурных мотивов рецепторов пептидных гормонов, необходимых для роста корневой меристемы

.

Cell Res.

26

:

674

685

.

Шталь

Ю.

,

Grabowski

S.

,

Bleckmann

A.

,

Kühnemuth

R.

,

Weidtkamp-Peters

S.

,

Pinto

K.G.

et al. . (

2013

)

Умеренность стволовых клеток арабидопсиса с помощью рецепторных киназных комплексов CLAVATA1 и ARABIDOPSIS CRINKLY4

.

Curr. Биол.

23

:

362

371

.

Штегманн

М.

,

Monaghan

J.

,

Smakowska-Luzan

E.

,

Rovenich

H.

,

Lehner

A.

,

Holton

N.

et al. . (

2017

)

Рецепторная киназа FER представляет собой регулируемый RALF каркас, контролирующий иммунную сигнализацию растений

.

Наука

355

:

287

289

.

Табата

р.

,

Sumida

K.

,

Yoshii

T.

,

Ohyama

K.

,

Shinohara

H.

,

Matsubayashi

Y.

(

Perception

) -пептиды, полученные из LRR-RK побегов, опосредуют системную передачу сигналов N-потребности

.

Наука

346

:

343

346

.

Тамаки

т.

,

Betsuyaku

S.

,

Fujiwara

M.

,

Fukao

Y.

,

Fukuda

H.

,

Sawa

S. 1-опосредованный C-концевой процессинг является критическим для активности пептида CLE19

.

Plant J.

76

:

970

981

.

Тан

Х.

,

Кальдерон-Вильялобос

L.I.

,

Sharon

M.

,

Zheng

C.

,

Robinson

C.V.

,

Эстель

M.

et al. . (

2007

)

Механизм восприятия ауксина убиквитинлигазой TIR1

.

Природа

446

:

640

645

.

Тан

Дж.

,

Han

Z.

,

Sun

Y.

,

Zhang

H.

,

Gong

X.

,

Chai

J.

(

2015

)

(структурная основа

2015

)

узнавание эндогенного пептида киназой рецептора растений PEPR1

.

Cell Res.

25

:

110

120

.

Thynne

E.

,

Saur

I.M.

,

Simbaqueba

J.

,

Ogilvie

H.A.

,

Gonzalez-Cendales

Y.

,

Mead

O.

et al. . (

2016

)

Грибковые фитопатогены кодируют функциональные гомологи пептидов фактора быстрого подщелачивания растений (RALF)

.

Мол. Завод Патол.

.

Тиайнен

P.

,

Myllyharju

J.

,

Koivunen

P.

(

2005

)

Характеристика второй пролил-4-гидроксилазы Arabidopsis thaliana с отчетливой субстратной специфичностью

.

J. Biol. Chem.

280

:

1142

1148

.

Вагнер

Дж.

,

Qu

H.

,

Hruby

V.J.

(

2008

)

Пептидомиметики, синтетический инструмент открытия лекарств

.

Curr. Opin. Chem. Биол.

12

:

292

296

.

Ван

Дж.

,

Lee

C.

,

Replogle

A.

,

Joshi

S.

,

Коркин

D.

,

Hussey

R.

et al. . (

2010

)

Двойная роль вариабельного домена в транспортировке белков и специфическом для хозяина распознавании эффекторных белков Heterodera glycines CLE

.

New Phytol.

187

:

1003

1017

.

Ван

Дж.

,

Li

H.

,

Han

Z.

,

Zhang

H.

,

Wang

T.

,

Lin

G.

et al. . (

2015

)

Активация аллостерических рецепторов растительным пептидным гормоном фитосульфокином

.

Природа

525

:

265

268

.

Ван

Х.

,

Шестигранник

Р.

,

Ding

X.

,

Goellner

M.

,

Maier

T.

,

de Boer

J.M.

et al. . (

2001

)

Сигнальный пептид-селекция кДНК, клонированной непосредственно из клеток пищевода нематоды соевых бобов Heterodera glycines

.

Мол. Взаимодействие с растительными микробами.

14

:

536

544

.

Ван

Х.

,

Mitchum

M.G.

,

Gao

B.

,

Li

C.

,

Diab

H.

,

Baum

T.J.

et al. . (

2005

)

Ген паразитизма нематоды, паразитирующей на растениях, с функцией, аналогичной CLAVATA3 / ESR (CLE) Arabidopsis thaliana

.

Мол. Завод Патол.

6

:

187

191

.

Уитфорд

р.

,

Fernandez

A.

,

De Groodt

R.

,

Ortega

E.

,

Hilson

P.

(

2008

)

Синтезирующие растительные пептиды из двух различных функциональных классов деление сосудистых клеток

.

Proc. Natl. Акад. Sci. США

105

:

18625

18630 ​​

.

Сюй

с.

,

Liberatore

K.L.

,

MacAlister

C.A.

,

Huang

Z.

,

Chu

Y.H.

,

Jiang

K.

et al. . (

2015

)

Каскад арабинозилтрансфераз контролирует размер меристемы побегов в томате

.

Nat. Genet.

47

:

784

792

.

Ямагути

Ю.

,

Pearce

G.

,

Ryan

C.A.

(

2006

)

Рецептор повтора с высоким содержанием лейцина на клеточной поверхности для AtPep1, эндогенного пептидного элиситора Arabidopsis, функционирует в трансгенных клетках табака

.

Proc. Natl. Акад. Sci. США

103

:

10104

10109

.

Ямагути

Ю.L.

,

Ishida

T.

,

Sawa

S.

(

2016

)

Пептиды CLE и их сигнальные пути в развитии растений

.

J. Exp. Бот.

67

:

4813

4826

.

Юаса

к.

,

Toyooka

K.

,

Fukuda

H.

,

Matsuoka

K.

(

2005

)

Мембранно-заякоренная пролилгидроксилаза с сигналом экспорта из эндоплазматического ретикулума

.

Plant J.

41

:

81

94

.

Чжан

H.

,

Lin

X.

,

Han

Z.

,

Qu

LJ

,

Chai

J.

(

2016

)

Кристаллическая структура комплекса PXY – TDIF обнаруживает сохраненный механизм распознавания среди пар пептид – рецептор CLE

.

Cell Res.

26

:

543

555

.

Чжу

Ю.

,

Wang

Y.

,

Li

R.

,

Song

X.

,

Wang

Q.

,

Huang

S.

et al. . (

2010

)

Анализ взаимодействий между рецепторами CLAVATA3 показывает прямое взаимодействие между CLAVATA2 и CORYNE у Arabidopsis

.

Plant J.

61

:

223

233

.

Зипфель

В.

,

Oldroyd

G.E.

(

2017

)

Сигнализация растений в симбиозе и иммунитете

.

Природа

543

:

328

336

.

Заметки автора

© Автор, 2017.Опубликовано Oxford University Press от имени Японского общества физиологов растений. Все права защищены. Для получения разрешений обращайтесь по электронной почте: [email protected]

Пути пептидных гормонов — Биохимия

Если вы считаете, что контент, доступный через Веб-сайт (как определено в наших Условиях обслуживания), нарушает или другие ваши авторские права, сообщите нам, отправив письменное уведомление («Уведомление о нарушении»), содержащее в информацию, описанную ниже, назначенному ниже агенту.Если репетиторы университета предпримут действия в ответ на ан Уведомление о нарушении, оно предпримет добросовестную попытку связаться со стороной, которая предоставила такой контент средствами самого последнего адреса электронной почты, если таковой имеется, предоставленного такой стороной Varsity Tutors.

Ваше Уведомление о нарушении прав может быть отправлено стороне, предоставившей доступ к контенту, или третьим лицам, таким как в качестве ChillingEffects.org.

Обратите внимание, что вы будете нести ответственность за ущерб (включая расходы и гонорары адвокатам), если вы существенно искажать информацию о том, что продукт или действие нарушает ваши авторские права.Таким образом, если вы не уверены, что контент находится на Веб-сайте или по ссылке с него нарушает ваши авторские права, вам следует сначала обратиться к юристу.

Чтобы отправить уведомление, выполните следующие действия:

Вы должны включить следующее:

Физическая или электронная подпись правообладателя или лица, уполномоченного действовать от их имени; Идентификация авторских прав, которые, как утверждается, были нарушены; Описание характера и точного местонахождения контента, который, по вашему мнению, нарушает ваши авторские права, в \ достаточно подробностей, чтобы позволить репетиторам университетских школ найти и точно идентифицировать этот контент; например, мы требуем а ссылка на конкретный вопрос (а не только на название вопроса), который содержит содержание и описание к какой конкретной части вопроса — изображению, ссылке, тексту и т. д. — относится ваша жалоба; Ваше имя, адрес, номер телефона и адрес электронной почты; и Ваше заявление: (а) вы добросовестно считаете, что использование контента, который, по вашему мнению, нарушает ваши авторские права не разрешены законом, владельцем авторских прав или его агентом; (б) что все информация, содержащаяся в вашем Уведомлении о нарушении, является точной, и (c) под страхом наказания за лжесвидетельство, что вы либо владелец авторских прав, либо лицо, уполномоченное действовать от их имени.

Отправьте жалобу нашему уполномоченному агенту по адресу:

Чарльз Кон Varsity Tutors LLC
101 S. Hanley Rd, Suite 300
St. Louis, MO 63105

Или заполните форму ниже:

6 фактов о пептидных гормонах и высвобождающих факторах

1. Что такое пептидные гормоны?

Пептидные гормоны — это гормоны, состоящие из небольших цепочек аминокислот.Организм вырабатывает широкий спектр пептидных гормонов, которые циркулируют в крови и связываются с рецепторами целевых органов и тканей. У женщин, например, пептидные гормоны CG и LH вырабатываются яичниками или плацентой и играют важную роль в репродукции.

Кортикотропины и гормон роста также являются примерами пептидных гормонов. Кортикотропины вызывают высвобождение кортизола, гормона, который помогает организму справляться со стрессом, а гормон роста регулирует выработку многих тканей в организме.

2. Что такое высвобождающие факторы и стимуляторы секреции?

Факторы высвобождения и стимуляторы секреции — это соединения, которые стимулируют организм вырабатывать и выделять определенные гормоны. Например, гипофиз будет секретировать ЛГ, когда он обнаруживает присутствие в крови фактора высвобождения ЛГ. Существует множество природных и синтетических веществ, которые могут вызывать выработку организмом гормонов, таких как ЛГ, ХГ, кортикотропины и гормон роста.

3. Запрещены ли пептидные гормоны?

Использование некоторых пептидных гормонов, в том числе с анаболическим действием или действием, повышающим силу, запрещено в соответствии с разделом S2.2 Запрещенного списка ВАДА. Список агентов S2 увеличивается с каждым годом, и даже если вещество не указано в конкретном списке, оно все равно может быть запрещено, если оно имеет «аналогичную химическую структуру или аналогичные биологические эффекты».

Спортсмены и обслуживающий персонал могут легко проверить запрещенный статус отдельных пептидных гормонов на GlobalDRO.com.

4. Как пептидные гормоны используются в медицине?

Гормон роста, ХГ и ЛГ можно использовать терапевтически для лечения проблем роста, фертильности или недостаточности гипофиза.Более конкретно, CG может использоваться для поддержки зачатия и часто используется во время лечения экстракорпорального оплодотворения (ЭКО). У мужчин ЛГ и ХГ стимулируют выработку тестостерона в яичках.

Существует несколько гормонов, высвобождающих гонадотропин (например, гозерелин, лейпролид и трипторелин), которые используются для лечения таких заболеваний, как рак груди, рак простаты и эндометриоз.

Пептидные гормоны следует использовать только по назначению врача. Они не одобрены Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) для безрецептурного самолечения и не должны приобретаться в виде пищевых добавок.

5. Что делать, если мой врач прописывает гормоны?

Перед тем, как начать новое лекарство или лечение, всегда проверяйте запрещенный статус на GlobalDRO.com. Если ваше лекарство запрещено, вам может потребоваться подать заявление на разрешение на терапевтическое использование. Спортсмены должны заполнить форму предварительной проверки на ТИ, чтобы подтвердить, нужно ли им перед подачей заявки на ТИ.

6. Доступны ли пептидные гормоны в виде добавок?

Продажа пептидных гормонов в составе пищевых добавок является незаконной.К сожалению, существует множество веб-сайтов, на которых продаются экспериментальные пептидные гормоны, которые продаются как «химические вещества для исследований», «только для исследовательских целей» или «не для использования людьми». Помимо того, что они запрещены в спорте, безопасность таких продуктов не установлена, поэтому спортсменам следует избегать этих продуктов.

Reactome | Метаболизм пептидных гормонов

,00

Пептидные гормоны отщепляются от более крупных предшественников в секреторной системе (эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи, секреторные гранулы) клетки.После секреции пептидные гормоны модифицируются и разрушаются внеклеточными протеазами.
Процессинг инсулина происходит в 4 этапа: образование внутримолекулярных дисульфидных связей, образование комплексов проинсулин-цинк-кальций, протеолитическое расщепление проинсулина с помощью PCSK1 (PC1 / 3) и PCSK2 с образованием инсулина, перемещение гранул через цитозоль в плазму мембрана.
Во время синтеза, секреции и деацетилирования грелина прогрелин ацилируется грелин-O-ацилтрансферазой и расщепляется PCSK1 с образованием зрелого ацилгрелина и C-грелина.В кровотоке ацилгрелин деацилируется бутирилхолинэстеразой и ацетилгидролазой, активирующим тромбоциты.
Во время метаболизма ангиотензиногена в ангиотензин ренин расщепляет ангиотензиноген с образованием декапаптида, ангиотензина I (ангиотензин-1, ангиотензин- (1-10)). Затем два С-концевых аминокислотных остатка ангиотензина I удаляются ангиотензин-превращающим ферментом (АПФ), расположенным на поверхности эндотелиальных клеток, с образованием ангиотензина II (ангиотензин-2, ангиотензин- (1-8)), активного пептид, вызывающий сужение сосудов, резорбцию натрия и хлорида, выведение калия, задержку воды и секрецию альдостерона.Совсем недавно были идентифицированы и описаны другие, более локализованные в тканях пути, ведущие к ангиотензину II и альтернативным производным ангиотензиногена.
Синтез, секреция и инактивация инкретина происходит посредством обработки предшественников инкретина (preproGLP-1 и preproGIP) с помощью PCSK1.

Check Also

Количество шагов в день норма: Как выполнить норму шагов дома

Содержание Как выполнить норму шагов домаЗачем нам шагатьНачни ходить по-другомуУстрой генеральную уборкуЗаставь сердце биться быстрееРасширяй …

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *