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 ⇒ AKTIVITETEN 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, Ca2+, inositol1,4,5-trisfosfat (IP3), 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?
Gα-enheten har GTPas-aktivitet d v s kan själv
omvandla GTP till GDP.
Gα-GDP associeras återigen med GβGγ-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:
Glykogenn + Pi glukos-1-fosfat + glykogenn-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 + glykogenn UDP + glykogenn+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.
