Reglering: 1. Allosterisk reglering Ex. feedbackinhibering en produkt i en reaktionssekvens inhiberar ett tidigare steg i samma sekvens 2. Olika isoformer i olika organ 3. Kovalent modifiering Ex. fosforylering 4. Proteolytisk aktivering Ex. zymogenaktivering vissa enzymer bildas som inaktiva förstadier 5. Transkriptionell reglering OBS! Långsam omställning!
Kovalent modifiering: Två typer: REVERSIBEL oftast fosforylering aktiviteten sätts på och stängs av IRREVERSIBEL Ex. koppling av ubiquitin till proteiner som ska brytas ner koppling av lipider till vissa proteiner för att de ska fästa i plasmamembranet Fosforyleringar: Aminosyror som innehåller hydroxylgrupp i sin sidokedja kan fosforyleras: - serin - treonin - tyrosin Ett enzym som katalyserar fosforylering av ett annat protein kallas KINAS. Ett enzym som katalyserar defosforylering av ett annat protein kallas FOSFATAS.
Hur kan fosforylering/defosforylering vara så effektivt när det gäller att reglera ett enzyms aktivitet? Fosforylering två negativa laddningar införs i strukturen de elektrostatiska interaktionerna inom proteinet störs ändrad proteinstruktur AKTIVITETEN PÅVERKAS En fosfatgrupp kan bilda tre eller flera vätebindningar förändrad struktur AKTIVITETEN PÅVERKAS ATP är donator av fosfatgruppen energi tillförs jämvikten mellan proteinets olika konformationer kan förskjutas AKTIVITET- EN PÅVERKAS
Hormoner: hormoner (grekiska hormō n, presens particip av horma ō 'sätta i rörelse', 'pådriva', 'egga'), molekyler som bildas och frisätts från endokrina celler och som utövar en biokemisk verkan på andra celler. www.ne.se/hormoner Exempel på hormoner som påverkar metabolismen: Adrenalin (epinefrin) Tyrosinderivat Bildas i binjuremärgen Stimulerar hjärtmuskeln och påverkar glykogen- och fettmetabolismen
Glukagon Polypeptidhormon 29 aminosyror Bildas i bukspottkörteln Stimulerar glykogennedbrytning hämmar glykogensyntes Stimulerar fettsyranedbrytning hämmar fettsyrasyntesen Insulin Polypeptidhormon 51 aminosyror Bildas i bukspottkörteln Stimulerar glykogensyntes hämmar glykogennedbrytning Stimulerar fettsyrasyntes hämmar fettsyranedbrytning Tillsammans ser glukagon och insulin till att blodsockernivån hålls inom rimliga gränser:
Signaltransduktion: Ett led av händelser som leder fram till ett fysiologiskt svar Grundläggande principer: 1. Frisättning av primary messenger Ex. hormon 2. Mottagning av den primära signalen RECEPTOR Hormonet fungerar som en ligand till en receptor. När liganden binder till receptorn förändring av receptorns tertiär- och kvartärstruktur bildande av second messenger 3. Frisättning av second messenger Vanliga: camp, cgmp, Ca 2+, inositol- 1,4,5-trisfosfat (IP 3 ), diacylglycerol (DG) Konsekvenser: - Amplifiering: en receptor flera second messengers - Begränsat antal olika second messengers frisättning av en messenger kan ske genom olika stimuli och signaler kan misstolkas
4. Aktivering av effektorer som ger fysiologiskt svar Ex. pumpar, enzymer, genaktivering. 5. Terminering Signalen måste nollställas och effektorerna återgå till ursprunglig aktivitet så att cellen blir mottaglig för nya signaler.
Hur stängs signalen av? G α -enheten har GTPas-aktivitet d v s kan själv omvandla GTP till GDP. G α -GDP associeras återigen med G β G γ -enheten och därmed är G-proteinet inaktivt till nästa aktiveringssignal kommer. Även receptorn måste nollställas : - Liganden dissocierar - Inbindning av proteinet arrestin till receptorn
AMPLIFIERINGAR * Varje receptor kan aktivera många G-proteiner G-proteinerna aktiverar adenylatcyklas * Varje adenylatcyklas bildar flera camp Två camp aktiverar PKA * Varje PKA kan fosforylera flera proteiner KASKAD!!!!
Glykogen: Grenad glukospolymer med förgrening vid ca var tionde glukosenhet Varför viktigt med förgreningar? Många angreppspunkter vid syntes och nedbrytning Löslighet Glykogen finns i musklerna - lättåtkomlig energikälla och i levern - reglerar blodsockerhalten
Hormonell reglering av glykogenmetabolismen: Generellt: Enskilda celler: Allosteriska effektorer Hela organismens bästa: Hormonell reglering Nedbrytning: Glykogen n + P i glukos-1-fosfat + glykogen n-1 Enzym: Glykogenfosforylas Glykogenfosforylas finns i två former: aktivt fosforylas a inaktivt fosforylas b I vilande muskler finns främst fosforylas b som omvandlas till fosforylas a genom fosforylering efter hormonsignal för att ge energi för muskelarbete. (Fig. 21.16) Avstängning: Energibehoven är täckta Hormonsignalen har ebbat ut Fosforylaskinas och glykogenfosforylas defosforyleras av ett fosfatas inaktivering (fosforylas b återbildas)
Syntes: UDP-glukos + glykogen n UDP + glykogen n+1 Enzym: Glykogensyntas Glykogensyntaset finns också i två former: aktiv a-form inaktiv b-form aktiv a-form inaktiv b-form FOSFORYLERING Notera; Nedbrytning och syntes sker ALDRIG samtidigt! Samma hormoner som ser till att nedbrytningen aktiveras stänger av syntesen. Proteinfosfatas 1 (PP1) spelar en nyckelroll för att ändra vilken process som är aktiv.