Протеинкиназа А ( англ. Protein kinase A ), также цАМФ-зависимая протеинкиназа — 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. Фосфодиэстеразы 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 →		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 → рецептор V2 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 → простациклин → рецептор простациклина Простагландин D 2 → рецептор простагландина D2 Простагландин E2 → рецептор простагландина E 2 Вазоактивный интестинальный пептид --> рецептор ВИП L- Аргинин → рецептор имидазолина и альфа-2-адренорецептор	ацетилхолин → М2-рецептор ацетилхолина (NPY) → рецептор NPY	Расширение кровеносных сосудов
Клетки почек	почки	Вазопрессин → Аргинин-вазопрессиновый рецептор 2		стимуляция симпорта Na-K-2Cl (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

• Молекулярные и клеточные механизмы памяти
• Аденилатциклаза
• Фосфорилирование
• Протеинкиназа
• Протеинкиназа B
• Трансмембранные рецепторы
• Циклический аденозинмонофосфат

Примечания