ы, активируемые цГМФ в палочках сетчатки, модулируются тирозинкиназами и тирозинфосфатазами, что может являться новым механизмом регуляции чувствительности палочек к свету (Molokanova et al., 1997, 1999).

Третьим типом рецепторных внутриклеточных белков, с которыми взаимодействует цГМФ, являются цГМФ-регулируемые

фосфодиэстеразы. Изменение активности этих ферментов вызывает изменение внутриклеточной концентрации циклических нуклеотидов, что приводит к фосфорилированию или дефосфорилированию белков и другим клеточным процессам. Выделяют два основных типа цГМФ-

7?

связывающих фосфодиэстераз: цГМФ-стимулируемые фосфодиэстеразы и цГМФ-связывающие (цГМФ-специфические) фосфодиэстеразы (Lincoln, Cornwell, 1993; Schmidt et al, 1993). Они аллостерически регулируются связыванием цГМФ с некаталитическим цГМФ-связывающим участком. цГМФ-стимулируемая фосфодиэстераза идентифицирована в клетках мозга, миоцитах сердца, эндотелиальных клетках; представляет собой димер из двух идентичных субъединиц с мол. массой 105 кДа. С-терминальный домен фермента содержит каталитический участок для гидролиза циклических нуклеотидов (цГМФ и цАМФ). На N-терминальном домене фосфодиэстеразы находится фрагмент, связывающий цГМФ. Установлено, что 2 молекулы цГМФ взаимодействуют с некаталитическими участками димера. цГМФ-связывающие (цГМФ-специфические) фосфодиэстеразы специфически гидролизуют цГМФ. Уникальная фосфодиэстераза из палочек сетчатки имеет мол. массу 88 кДа, а фосфодиэстеразы из гладких мышц, легких и тромбоцитов - 93 кДа. Все типы цГМФ-связывающих фосфодиэстераз специфически ингибируются З-изобутил-1-метил ксантином (1ВМХ), который стимулирует связывание цГМФ с аллостерическими участками фермента. Запринаст специфически ингибирует гидролиз цГМФ, катализируемый цГМФ-специфическими фосфодиэстеразами (Lincoln, Corawell, 1993; Schmidt etal, 1993).

4.6. Заключение по разделу 4

Одним из самых загадочных свойств процессов внутриклеточной сигнализации является специфичность сигнализации, особенно, если учесть, что более, чем 30 гормонов используют универсальные вторичные мессенджеры (Са"+, фосфолипиды или цАМФ) для передачи информации от плазматической мембраны к внутриклеточным эффекторам. В большинстве случаев конечным этапом является активация протеинкиназ или фосфатаз, которые, в свою очередь, изменяют состояние фосфорилирования клеточных белков-мишеией. До сих пор неясно, каким образом определенные гормоны активируют конкретный пул протеинкиназ или фосфатаз для запуска определенных внутриклеточных событий. В настоящее время привлекает внимание "гипотеза мишени" ("targeting hypothesis"), предполагающая, что процессы фосфорилирования контролируются частично тем, в какой области клетки локализованы киназы и фосфатазы (Dell 'Acqua, Scott, 1997). Таким образом, в соответствии с этим предположением, специфичность протеинкиназ и фосфатаз может достигаться путем компартментализации их с определенными субстратами, что обеспечивается взаимодействием

so

киназ и фосфатаз с определенными "заякоривающими белками" (Coghlan et al., 1995; Dell 'Acqua, Scott, 1997).

Кроме того, в последнее время появились данные о том, что специфичность сигнализации может достигаться компартментализацией сигнальных комплексов в определенных участках мембраны. Показано, что рецепторы, G-белки и эффекторы менее подвижны в мембране, чем предполагалось ранее, и могут образовывать сложные супрамолекулярные комплексы, что повышает специфичность белок-белковых взаимодействий (Neubig, 1994). Участками сборки сигнальных комплексов, включающих рецепторы, G-белки, эффекторы и внутриклеточные мишени для генерируемых вторичных посредников могут быть специализированные участки плазматической мембраны, называемые кавеолами (Anderson, 1998; Okamoto et al., 1998).

Кавеолы или пузырьки плазматической мембраны представляют собой не покрытые клатрином впячивания плазматической мембраны (рис. 22). Основным компонентом оболочки кавеол является интегральный мембранный белок кавеолин (мол. масса 21 кДа) (Romberg et al., 1992; Okamoto et al., 1998). Семейство кавеолинов включает 3 изоформы: кавеолин-1, кавеолин-2 и кавеолин-3. Кавеолин-1 и кавеолин-2 экспрессированы в адипоцитах, эндотелиальных клетках и фибробластах; кавеолин-3 идентифицирован в мышечных клетках (Okamoto et al., 1998). Кавеолины образуют гомо- и гетероолигомеры, которые взаимодействуют с холестерином и гликосфинголипидами. Эти белок-белковые и белок-липидные взаимодействия являются движущей силой для образования кавеол (Anderson, 1998; Okamoto et al., 1998).

Обнаружено, что в кавеолах в больших количествах представлены такие компоненты сигнальных путей, как: рецептор IP3 (Fujimoto et al., 1992), рецепторы, связанные с G-белками (Chun et al., 1994), различные гетеротримерные G-белки (Lisanti et al., 1994; Li et al., 1995), нерецепторные тирозинкиназы семейства Src (Lisanti et al., 1994; Li et al., 1996), Са2+-АТФаза (Fujimoto, 1993), Ras белки (Li et al., 1996), рецепторы с собственной тирозинкиназной активностью (Gustavsson et al., 1999), NO-синтаза (Garcia-Cardena et al., 1996; Segal et al., 1999), ПКС (Oka et al., 1997; Rybin et al., 1999), ПК A (Razani et al., 1999). Многие молекулы, идентифицированные в кавеолах, участвуют в процессах Са2+ сигнализации в клетках.

Кавеолы обнаружены во многих типах клеток, таких как эндотелиальные клетки, гладкомышечные клетки, фибробласты, адипоциты. В последнее время показано, что кавеолы в больших количествах присутствуют в плазматической мембране перитонеальных макрофагов (Kiss, Geuze, 1997). Можно предположить, что в поддержании целостности кавеол принимают участие элементы цитоскелета. Так, обнаружено, что 1Р3-рецепторы, связанные с кавеолами в плазматической

$1

мембране, взаимодействуют с актиновыми микрофиламентами (Fujimoto et al, 1995). Активация макрофагов фактором стимуляции колоний (CSF-1) приводит к образованию мультимерных цитоплазматических комплексов, включающих сигнальные белки (фосфатидилинозитол