Биосинтез и химическое разнообразие гормонов
В процессе эволюции для интеграции метаболизма появились различные химические типы гормонов. Стероиды (в том числе витамин D) и простагландины имеют липидную природу. Гормоны щитовидной железы и катехоламины представляют собой аминокислоты или их аналоги. Полипептидные гормоны, естественно, являются белками. В каждую из этих крупных химических групп входят гормоны, отличающиеся друг от друга своей структурой.
Первичная структура полипептидных гормонов определяется последовательностью нуклеиновых кислот в генах, которая направляет их экспрессию. Как уже отмечалось, в некоторых случаях эти гормоны удается объединить в подгруппы по гомологии аминокислотной последовательности и сходству физиологического действия. Для образования гормонов важное значение имеет и посттрансляционная модификация первичного продукта трансляции мРНК, которая может включать протеолиз и гликозилирование.
Обычно Nконцевая часть молекулы синтезированного белка существенна для его проникновения в эндоплазматический ретикулум, откуда он секретируется. Эта область («сигнальный пептид» или «пре»участок) секретируемых белков имеет гидрофобные свойства, и как правило, отщепляется в процессе или вскоре после трансляции. Это происходит, например, при превращении прегормона роста в СТГ или препроинсулина в проинсулин.
Может встречаться и протеолиз другого типа. Например, АКТГ (39 аминокислотных остатков) образуется из молекулы предшественника, состоящей примерно из 285 аминокислотных остатков. В процессе протеолиза этого предшественника могут образовываться также липотропин, эндорфин, меланоцитстимулирующий гормон (бетаМСГ), МСГ, метионинэнкефалин и по меньшей мере два других белка. Таким образом, одна и та же мРНК может обеспечивать образование нескольких гормонов.
«Эндокринология и метаболизм», Ф.Фелиг, Д.Бакстер
Поддержание гомеостаза у многочисленных организмов требует одновременного и координированного управления большим числом функций. Например, реакция испуга, в которой может участвовать мышечная активность, предполагает мобилизацию усилий мышечноскелетного аппарата. Для этого необходимо привести в готовность и легочную и сердечнососудистую системы. Все это требует мобилизации энергетических источников, которая вместе с тем не должна нарушать жизненно важных функций организма….
Как уже отмечалось, продукция регуляторных лигандов может контролироваться изменениями уровня субстрата, не имеющего структурного сходства с лигандом. Подчеркивалось также, что регуляция такими лигандами процессов, направленных на компенсацию первоначального сдвига, могло создавать особое эволюционное преимущество. Способность к выживанию могла бы увеличиваться еще в большей степени, если бы лиганд мог одновременно контролировать не один, а много процессов….
Неудивительно, что такие координированные регуляторные сети,. однажды сформировавшись, закрепились в эволюции, так как мутации, повреждающие любой из их центральных элементов, должны были оказывать пагубное влияние. С другой стороны, придание регуляторным лигандам дополнительных функций, обеспечивающих организму преимущества, эволюционно могло произойти достаточно легко. Например, реакции на дефицит глюкозы могли принести очевидную пользу организму, попавшему в условия тревоги…
Легко понять, каким образом в ходе эволюции в роли факторов,. реагирующих на определенный метаболический сигнал, например дефицит глюкозы, в конце концов стали выступать регуляторные молекулы разных видов. Действительно, в сохранении глюкозы принимают участие гормоны разных классов (например, адреналин, глюкагон, глюкокортикоиды, СТГ), и концентрация всех этих гормонов в плазме при тяжелой гипогликемии повышается (хотя в обычных…
Во многих случаях реакциям на воздействие гормонов противостоят реакции на воздействие другого гормона (гормонов). Это создает дополнительную возможность прекращения или уменьшения интенсивности реакции и более тонкой регуляции метаболизма. Инсулин противодействует повышающим уровень глюкозы влияниям адреналина, глюкагона, глюкокортикоидов, адренергических агонистов и СТГ. Он стимулирует поглощение глюкозы, а также синтез жира и гликогена. Одновременно он тормозит синтез…
