Протеинкиназа A

Протеинкиназа А — протеинкиназа, активность которой зависит от уровня цАМФ в клетке. Протеинкиназа А осуществляет активацию и инактивацию ферментов и других белков за счёт фосфорилирования (то есть присоединения фосфатной группы).

Активация ПКА

• В неактивном состоянии протеинкиназа A является тетрамером: две её каталитические (К) субъединицы ингибированы двумя регуляторными (R) субъединицами.
• При присоединении к каждой регуляторной субъединице двух молекул цАМФ происходит диссоциация всех четырех субъединиц, а также активация каталитических субъединиц, которые могут фосфорилировать остатки серина и треонина в различных ферментах и других белках. Такое фосфорилирование регулирует активность этих белков.

Синтез цАМФ

цАМФ является аллостерическим эффектором протеинкиназ A и ионных каналов. цАМФ синтезируется аденилатциклазами, которые закреплены в плазматической мембране клетки.

Ферменты фосфодиэстеразы катализируют расщепление цАМФ, при этом образуется АМФ. Аденилатциклазы ингибируются цАМФ при высоких концентрациях метилированных производных ксантина, например, кофеина.

Инактивация

ПКА контролируется цАМФ. Кроме того, каталитические субъединицы сами могут контролироваться фосфорилированием. Инактивация протеинкиназы происходит по принципу отрицательной обратной связи: Один из субстратов, активируемых киназой — фосфодиэстераза, которая быстро превращает цАМФ в АМФ, тем самым уменьшая конецентрацию цАМФ, что и приводит к инактивации протеинкиназы А.

Функции

Протеинкиназа А регулирует активность многих белков фосфорилируя их. Результаты активности протеинкиназы А зависят от типа клетки:

Функции протеинкиназы А в различных типах клеток человека

Тип клетки	Орган/система	Стимуляторы	Ингибиторы	Последствия
адипоциты		адреналин → β-адренорецептор Глюкагон → Рецептор глюкагона		усиление липолиза стимуляция липаз
миоциты (скелетная мускулатура)	мускульная система	адреналин → β-адренорецептор		синтез глюкозы стимуляция гликогенолиза фосфорилирование гликогенфосфорилазы (активирование) фосфорилирование ацетилхолинкарбоксилазы (ингибирование) ингибирование синтеза гликогена фосфорилирование гликогенсинтазы (ингибирование) стимулирование глюконеогенеза фосфорилирование 2,6-фруктозобифосфатазы (активирование) ингибирование гликолиза фосфорилирование пируватдегидрогеназы (ингибирование).
гепатоциты	печень	адреналин → β-адренорецептор Глюкагон → Рецептор глюкагона		производство глюкозы стимуляция гликогенолиза фосфорилирование гликогенфосфорилазы (активирование) фосфорилирование ацетилхолинкарбоксилазы (ингибирование) ингибирование синтеза гликогена фосфорилирование гликогенсинтазы (ингибирование) стимулирование глюконеогенеза фосфорилирование 2,6-фруктобифосфатазы (стимулирование) ингибирование гликолиза фосфорилирование пируватдегидрогеназы (ингибирование).
главные клетки в почках	почки	Антидиуретический гормон → V2 рецептор теофиллин (ингибитор фосфодиэстеразы)		экзоцитоз аквапорина 2 в клеточную мембрану.:842 синтез аквапорина 2 :842 фосфорилирование аквапорина 2 (его стимулирование):842
миоциты (гладкая мускулатура)	мускульная система	эпинефрин → β2 адренорецептор гистамин → Гистаминовый H2 рецептор простациклин → рецептор простациклина Простагландин D2 → рецептор простогландина D2 Простагландин E2 →рецептор простогландина E2 Вазоактивный интестинальный пептид --> рецептор ВИП L-Аргинин → рецептор имидазолина и альфа-2-адренорецептор	ацетилхолин →М2 рецептор ацетилхолина Нейропептид Y (NPY) → рецептор NPY	Расширение кровеносных сосудов
Клетки почек	почки	Вазопрессин → Аргинин-вазопрессиновый рецептор 2		стимуляция Na-K-2Cl симпорта (возможны лишь незначительные эффекты):842
Клетки почек	почки	Вазопрессин → Аргинин-вазопрессиновый рецептор 2		стимуляция натриевых каналов клеток эпителия (возможны лишь незначительные эффекты)
Клетки почек	почки	Вазопрессин → Аргинин вазопрессиновый рецептор 2		стимуляция транспортера мочевины 1 экзоцитоз транспортера мочевины 1:844
извитой проксимальный клеточный каналец	почки	Паратиреоидный гормон → рецептор паратиреоидного гормона		Ингибирование натрий-водородного антипорта 3 → ↓H+ секреция:852
Юкстагломерулярные клетки	почки	агонисты адренорецепторов → β-адренорецептор:867 агонисты → альфа-2 адренорецептор дофамин → Дофаминовый рецептор Глюкагон --> Рецептор глюкагона		секреция ренина

Регуляция работы генов

При длительном повышении концентрации протеинкиназы А она может проникать в ядро и совместно с другими киназами регулировать активность генов при помощи фосфорилирования транскрипционных факторов. Этот механизм, например, лежит в основе выработки некоторых видов долговременной памяти.

См. также

• Механизм создания памяти
• Аденилатциклаза
• Фосфорилирование
• Протеинкиназа
• Протеинкиназа B
• Трансмембранные рецепторы
• Циклический аденозинмонофосфат