6.11: Co to są przekaźniki wtórne?

Ponieważ wiele ligandów wiążących receptory ma charakter hydrofilowy, nie przenikają one przez błonę komórkową i dlatego ich wiadomość musi zostać przekazana do drugiego przekaźnika znajdującego się wewnątrz. Istnieje kilka ścieżek przekażnika wtórnego, każda z własnym sposobem przekazywania informacji. Receptory sprzężone z białkiem G mogą aktywować zarówno szlaki wtórnego przekaźnika fosfoinozytolu, jak i cyklicznego AMP (cAMP). Ścieżka fosfoinozytolu jest aktywna, gdy receptor indukuje fosfolipazę C w celu hydrolizy fosfolipidu, wodorofosforanu fosfatydyloinozytolu (PIP₂), do dwóch wtórnych przekaźników: diacyloglicerolu (DAG) i trifosforanu inozytolu (IP₃). DAG pozostaje w pobliżu błony komórkowej i aktywuje kinazę białkową C (PKC). IP₃ przemieszcza się do retikulum endoplazmatycznego (ER) i staje się ligandem otwierającym kanały jonów wapniowych na błonie ER, uwalniając wapń do cytoplazmy.

Na szlaku cAMP aktywowany receptor indukuje cyklazę adenylanową w celu wytworzenia wielu kopii cAMP z pobliskich cząsteczek trifosforanu adenozyny (ATP). cAMP może stymulować kinazę białkową A (PKA), otwierać kanały jonów wapniowych i inicjować enzym-białko wymiany aktywowane przez cAMP (Epac).

Podobny do cAMP, jest cyklicznym monofosforanem guanozyny (cGMP). cGMP jest syntetyzowany z cząsteczek trifosforanu guanozyny (GTP) po aktywacji cyklazy guanylowej. Jako drugi przekaźnik cGMP indukuje kinazę białkową G (PKG). PKG ma wiele nakładających się funkcji PKA, jednak ekspresja PKG jest ograniczona do tkanek naczyniowych, płuc i mózgu.

Trifosforan fosfatydyloinozytolu (PIP₃) jest wtórnym przekaźnikiem pochodzącym z fosforylacji PIP₂. Zdarzenie to jest wyzwalane, gdy czynniki wzrostu wiążą się z receptorem kinazy tyrozynowej (RTK). PIP₃ rekrutuje Akt (aka. kinazę białkową B) do błony. Kinaza ta jest ściśle zaangażowana w regulację szlaków przeżycia komórek, w tym proliferacji, apoptozy i migracji.

Kiedy wiadomości są odbierane na powierzchni komórki, wtórni posłańcy przekazują te wiadomości do docelowych cząsteczek w komórce, aby wywołać odpowiedź. Jedną z ważnych wewnątrzkomórkowych kaskad sygnalizacyjnych jest szlak trifosforanu inozytolu diacyloglicerolu lub IP3 / DAG.

Na powierzchni komórki hormony i neuroprzekaźniki wiążą się z receptorami sprzężonymi z białkiem G, które aktywują enzym, taki jak fosfolipaza C. Enzym ten hydrolizuje lub rozkłada wodą wewnętrzną warstwę dwuwarstwy fosfolipidowej, dając dwóch drugich przekaźników, DAG i IP3.

DAG pozostaje w błonie komórkowej w celu rekrutacji kinazy białkowej C, podczas gdy IP3 dyfunduje przez cytoplazmę i wiąże się z receptorami IP3 na retikulum endoplazmatycznym, powodując uwalnianie jonów wapnia do cytoplazmy.

Te jony wapnia wiążą się i aktywują kinazę białkową C, która fosforyluje inne białka wewnątrzkomórkowe, powodując odpowiedź komórkową.