C4182 Biochemie
27_Principy metabolických regulací
27a_Hormony
10/6/2014
1
Petr Zbořil

Obsah
•Principy metabolických regulací, úrovně.
•Mechanismy (kinetická, efektory, regulace konečným produktem, allosterie, kooperativita, Hillova
rovnice).  •Molekulové základy hormonální regulace, hierarchie a struktura.
•
10/6/2014
Petr Zbořil
2

Regulace metabolismu
•
•Obecné principy (Norbert Wiener – kybernetika)
opříjem signálu – úroveň, intenzita
ovyhodnocení
oodezva – rychlost a rozsah
•Úrovně regulace – rychlost a efektivita odezvy
•Složitost, vzájemná propojenost, vyváženost – sítě +-
10/6/2014
Footer Text
3

Regulace metabolismu
•Regulace na enzymové úrovni - rychlá odezva
•Změna rychlosti, aktivity x látkové množství konst.
•Michaelisovskou kinetikou – rychlá odezva
•hexokinasa Km  @ 10-4 M
•glukokinasa Km  @ 10 mM
•Inhibicí či aktivací produktem
•Zpětnou vazbou - allosterie negativní x pozitivní
•Řídícími enzymy v cyklech
•citrátový cyklus - ICDH
•glykolýza - PFK
•Kovalentní modifikací (proteasy, fosforylasa)
•pomalejší
•
10/6/2014
Footer Text
4

Regulace metabolismu
•Regulace na enzymové úrovni
•– kinetická
•
•
•
•
•
•
•
10/6/2014
Footer Text
5

Regulace metabolismu
•Regulace na enzymové úrovni
•– inhibice produktem – nejen termodynamicky
•
•
•
•
•
• – inhibice zpětnou vazbou (koncový produkt dráhy)
oFFK
oInhibice aminolevulinát syntázy hemem
•
10/6/2014
Footer Text
6

Regulace metabolismu
•Regulace na enzymové úrovni
•
•– aktivace produktem
oGlutaminasa – Gln + H2O = Glu + NH3
o
o
o
oGlu – NAc-Glu – kofaktor CPS-I
oZvýšení aktivity – synt. močoviny
•
•
•
10/6/2014
Footer Text
7
+

Regulace metabolismu
•
•Změna koncentrace enzymu (proteosyntesa a -lysa)
•Řízená proteolysa (ubikvitin)
•Regulace na úrovni NK
-indukce a represe (JACOB MONOD (1961) operonový model)
-pomalá odezva, větší kapacita
•
10/6/2014
Footer Text
8

Regulace metabolismu
•
•Prostorové uspořádání - kompartmentace
·Kompartmentace – eu- x prokaryonti
·mitochondrie (β-oxidace, citrátový cyklus, respirace)
·cytoplasma (glykolysa, synthesa mastných kyselin)
·Transportní systémy
·Propojení kompartmentů (ornitinový cyklus, syntéza hemu)
•
10/6/2014
Footer Text
9

Regulace metabolismu
•
•Neurohumorální regulace
•
oPropojení signálních a regulačních systémů
oNervový
oHormonální
oImunitní
•
10/6/2014
Footer Text
10

Hormonální regulace
•
•Hledisko biochemické (obecné principy, mechanismy) fysiologické, medicinské
•Hierarchie
-kaskáda – zesílení signálu
-zpětná vazba
•
10/6/2014
Footer Text
11

Hierarchie hormonů
10/6/2014
Footer Text
12
Hypotalamus
Adenohypofysa
Endokrinní
žlázy
Cílové periferní
buňky a tkáně
Nervové vlivy
Neurohormony
liberiny    statiny
Glandotropní hormony
tropiny
Hormony
Projev biochemický
fyziologický
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
+         -
+
Další regulační
molekuly
Tkáně

22f23-21.jpg 000072A0projects B63F1671:
Hypofýza – přední
a zadní lalok
Adeno- a neurohypofýza

10/6/2014
Footer Text
14

Hormonální regulace
10/6/2014
Footer Text
15
•Třídicí hlediska
oŽivočišné, rostlinné, hmyzí
oCelkové (endokrinní efekt), lokální (parakrinní hormony, tkáňové, autokrinní efekt)
oPodle účinku, místa vzniku
•Chemická podstata hormonů – vlastnosti
oPolární
•peptidové – tropiny, insulin, glukagon, ocytocin, vasopresin
•deriváty aminokyselin, aminy
oNepolární
•steroidy
•deriváty MK
•
•

Typy hormonů
10/6/2014
Footer Text
16

Hormonální regulace
10/6/2014
Footer Text
17
•
•Způsoby účinku hormonů
oOvlivnění enzymové aktivity
oOvlivnění nervové regulace – pocity
•Vazba na receptor – specificita
oMembránový – polární sloučeniny
oNitrobuněčný – nepolární sloučeniny
•Steroly
•Nutný přenašeč v krvi

Hormonální regulace
•Polární hormony
oNapř. adrenalin
oMechanismus druhého
o posla – zde cAMP
10/6/2014
Footer Text
18

Hormonální regulace
10/6/2014
Footer Text
19
•Nepolární hormony
• – steroidy
•

Úloha G-proteinů
oAsociovány s membránovým receptorem, vážou GTP
oOddělí se podjednotka, hydrolýza GTP
oAsociace s efektorem (adenylát cyklázou), tvorba cAMP
10/6/2014
Footer Text
20

Úloha G-proteinů
oProdukce cAMP
10/6/2014
Footer Text
21

Úloha G-proteinů
oProdukce inositol-trisfosfátu
10/6/2014
Footer Text
22

•
•
•
•DĚkuji za pozornost
10/6/2014
Footer Text
23