Взаимодействие стероидного гормона с клеткой. Биологическая активность гормона
Ядерные рецепторы к стероидным гормонам известны как лигандзависимые факторы транскрипции. Не связанные с лигандами рецепторы могут находиться либо в цитоплазме (например, рецептор к глюкокортикоидам), либо в ядре (например, рецепторы к эстрогену, прогестерону и гормонам щитовидной железы). Для большинства стероидных гормонов не связанные с лигандом рецепторы находятся в клеточном ядре в виде олигомеров с большой молекулярной массой (300 кДа, скорость оседания 7-10 с) и могут быть изолированы в цитозольной фракции от клеток и тканей, разрушенных в гипотонической среде.
Олигомеры образуются за счет нековалентной связи мономерного рецептора протеина с димером белка теплового шока (HSP90, HSP70 или HSP56).
Стероидные гормоны, легко проникая через клеточную мембрану, связываются со специфическими рецепторами ядра. Лиганд, связывающийся с рецептором, запускает его трансформацию — так называемый процесс активации. В процессе активации рецептор изменяет свою конформацию; в итоге это выражается в его отделении от белка теплового шока, который освобождает ДНК-связывающий участок. После этого происходит ядерная транслокация и димеризация активированного рецептора.
К настоящему времени накоплены данные, указывающие на термодинамическую необратимость этого процесса. Комплекс гормон-рецептор после этого связывается со специфическим регионом ДНК, так называемым гормонспецифичным элементом (ГСЭ), который расположен выше (upstream) гена. Первый ГСЭ был идентифицирован для глюкокортикоидного рецептора. Позднее выяснилось, что ГСЭ для прогестеронового, андрогенового, эстрогенового и минералокортикоидного рецепторов сходны с таковым для глюкокортикоидного рецептора.
Стероидные ГСЭ генов-мишеней представляют собой палиндромные (с инвертированными повторами) последовательности ДНК из 15 нуклеотидных пар. Эта связь привлекает множество вспомогательных факторов, известных как корегуляторы (коактиваторы или корепрессоры), которые создают благоприятные (или неблагоприятные) для транскрипции условия в промоторной области и взаимодействуют с другими общими факторами транскрипции и РНК-полимеразой II. Коактиваторы можно представить как адаптеры на пути передачи сигнала.
Связывание с корегуляторами модулирует последующую транскрипцию, т.е. активацию и инактивацию специфических генов.
Например, антагонисты гормонов вызывают изменение конформации TAF-2, что закрывает коактиваторсвязывающий участок, вместо него давая путь корепрессору, что приводит к угнетению экспрессии гена. Содержание этих корегуляторов в разных тканях играет важную роль в определении реакции этих тканей на агонисты или антагонисты стероидных гормонов.
Биологическая активность гормона определяется по меньшей мере четырьмя факторами, тесно связанными со строением рецептора к данному гормону. Первый — родство гормона к гормонсвязывающему домену рецептора. Второй — различная экспрессия подтипов рецептора в ткани-мишени, изменяющая чувствительность к одному и тому же гормону. Третий — конформация лигандрецепторного комплекса и ее влияние на последующую димеризацию и модуляцию адаптерных протеинов. И наконец, четвертый — различная экспрессия адаптерных белков тканями-мишенями и разная степень фосфорилирования.
Более высокая концентрация коактиваторов или корепрессоров в ткани-мишени может оказывать влияние на клеточный ответ этой ткани на один и тот же лиганд. Фосфорилирование рецептора протеинкиназами повышает транскрипционную активность рецептора.
