26 марта 2009

Детали в картине эволюции белков

Хотя многие детали в картине эволюции белков отсутствуют, имеющиеся в настоящее время сведения о структуре белков и генов дают некоторые основания для анализа вопроса о том, произошли ли гены некоторых полипептидных гормонов из общего генапредшественника.

Отдельные полипептидные гормоны можно сгруппировать по структурному сходству. Нет ничего удивительного в том, что гормоны, относящиеся к одной группе, могут обладать и сходством вызываемых ими физиологических эффектов, а также сходным механизмом действия. Так, гормон роста (СТГ), пролактин и хорионический соматомаммотропин (плацентарный лактоген) характеризуются высокой степенью гомологии аминокислотной последовательности.

Гликопротеидные гормоны — тиротропный гормон (ТТГ), хорионический гонадотропин человека (ХГЧ), фолликулостимулирующий (ФСГ) и лютеинизирующий (ЛГ) гормоны — состоят из двух субъединиц, каждый, одна из которых (Ацепь) идентична или почти идентична у всех гормонов данной группы. Аминокислотная последовательность субъединиц В в различных гормонах, хотя и не идентична, но имеет структурную гомологию. Вероятно, именно эти различия Вцепей имеют решающее значение для придания специфичности взаимодействию каждого гормона с его тканьюмишенью. Инсулин обнаруживает некоторые структурные аналоги и обладает общей биологической активностью с другими факторами роста, такими, как соматомедин и неподавляемая инсулиноподобная активность (НИПА).

Что касается группы гормонов, к которой принадлежит гормон роста, то нуклеотидная последовательность мРНК, кодирующих их синтез, частично выяснена. Для каждой аминокислоты необходимы три нуклеотида в ДНК (и, следовательно, в транскрибируемой с нее мРНК). Хотя данному триплету нуклеотидов; (кодон) соответствует именно данная аминокислота, для одной и той же аминокислоты могут существовать несколько кодонов. Такая «вырожденность» генетического кода обусловливает возможность большей или меньшей гомологии нуклеотидных последовательностей двух данных генов, определяющих структуру двух гормонов, чем имеется в белках. Так, если два белка обладают случайной гомологией аминокислотной последовательности, то последовательности нуклеиновых кислот могли бы обнаруживать большие различия. Однако в отношении генов, кодирующих синтез гормонов группы соматотропина, это не так; гомология последовательности нуклеиновых кислот выше, чем гомология аминокислотной последовательности. Гормон роста человека и хорионический соматомаммотропин, которые имеют 87% гомологию аминокислотных последовательностей, в своих мРНК имеют 93% гомологию последовательностей нуклеиновых кислот.

Гормоны роста человека и крысы обладают 70% гомологией аминокислотных последовательностей, а их мРНК обнаруживают 75% гомологию последовательности нуклеиновых кислот. В некоторых участках мРНК гормона роста крысы и хорионического соматомаммотропина человека (мРНК двух разных гормонов у двух биологических видов) гомология составляет 85%. Таким образом, лишь минимальные изменения оснований в ДНК обусловливают различия гормонов. Следовательно, эти данные подтверждают заключение о том, что гены таких гормонов образовались в ходе эволюции из общего предшественника. С позиций изложенных представлений о символах и вызываемых ими реакциях существенно, что каждый из трех гормонов данной группы обладает влиянием на рост. Гормон роста представляет собой фактор, определяющий линейный рост. Пролактин играет важную роль в процессах лактации и тем самым обеспечивает рост новорожденного. Хорионический соматомаммотропин, хотя его физиологическое значение точно не установлено, может оказывать существенное влияние на внутриутробный рост, направляя поступающие в организм матери пищевые вещества на рост плода.

«Эндокринология и метаболизм», Ф.Фелиг, Д.Бакстер



Во многих случаях ближайшие этапы реакции между взаимодействием гормона с рецепторами клеточной поверхности и биологическим ответом клетки неизвестны. Повидимому, цАМФ не принимает участия в этих гормональных эффектах. Главными кандидатами на роль опосредующих факторов в этих случаях являются стимуляция гормонорецепторным комплексом других видов ферментативной активности (других видов киназ, гуанилатциклазы, АДФрибозилирующей активности и др.) или ионных (например,…

Стероидные гормоны, по крайней мере в большинстве случаев, действуют, очевидно, внутриклеточно. Они проникают в клетку с помощью неизвестных механизмов, но, возможно, путем пассивной диффузии и связываются с внутриклеточными рецепторами, которые по своей локализации могут быть как цитоплазматическими, так и ядерными. Взаимодействие гормона с рецептором вызывает конформационные изменения последнего, позволяющие ему связываться с ядерным хроматином. Связавшись…

В какойто мере гормоны можно группировать и по характеру вызываемых ими реакций. Эти реакции также можно соотносить с действием групп гормонов, обладающих взаимоуравновешивающими эффектами. Поскольку, однако, каждый гормональный домен в процессе эволюции приобрел множество функций, постольку приводимая далее классификация, хотя она, возможно, и полезна с позиций оценки некоторых механических и физиологических параметров, по необходимости чересчур…

Гормоны, обладающие высокоспециализированными функциями: тропные гормоны. Интеграция эндокринной системы требовала появления в эволюции таких гормонов, которые были бы специально предназначены для регуляции желез, специализированных в отношении продукции других гормонов. Так обстоит дело с ТТГ, который регулирует продукцию тиреоидных гормонов, ХГЧ, регулирующим продукцию прогестерона, ФСГ, играющим важную роль в созревании фолликулярных клеток и клеток Сертоли, с…

Альдостерон, вазопрессин, ПТГ, кальцитонин и витамин D являются гормонами, которые по большей части приобрели специфические функции в регуляции уровня ионов и воды. Механизмы их действия разнообразны, но распространенность тканеймишеней для каждого класса весьма ограничена. Однако это не единственные гормоны, влияющие на обмен жидкостей и электролитов; на него могут влиять, например, и глюкагон, и глюкокортикоиды, и…