Биологический каталог




Механизмы внутриклеточной сигнализации

Автор З.И.Крутецкая, О.Е.Лебедев, Л.С.Курилова

что только 500 аминокислот с С-конца рецептора являются достаточно гидрофобными для пронизывания мембраны. Четыре предполагаемых трансмембранных сегмента (М1-М4), выделяемых в этой области, сходны с пронизывающими мембрану сегментами субъединиц никотинового ацетилхолинового рецептора, что свидетельствует о возможной локализации в этом участке водной поры, образуемой аминокислотными остатками С-концов каждого из мономеров рианодииового рецептора. 90% аминокислот N-конца рецептора являются гидрофильными и образуют, по-видимому, структуру типа "ножка" (Takeshima et al, 1989) (рис. 25). Если рианодиновый рецептор, ножка и канал выброса Са"* входят в состав одного белка, а дигндропиридиновые рецепторы (Са"+-каналы) в цистернах Т-системы являются сенсорами напряжения, то, возможно, большой гидрофильный участок (ножка) рианодииового рецептора непосредственно взаимодействует с цитоштазматическим участком дигидропиридинового рецептора, обеспечивая тем самым электромеханическое сопряжение мембран (Takeshima et al., 1989; Pietrobon et al., 1990) (рис. 26). Таким образом, в скелетных мышцах информация передается по механизму конформационного связывания (conformational coupling) (Klein et al., 1996). Активация дигидропиридинового рецептора приводит к изменению его конформации, которое передается рианодиновому рецептору и стимулирует открывание каналов Са"*-выброса (Berridge, 1993; Clapham, 1995а; Klein et al., 1996)). Обнаружено также, что рианодиновый рецептор может посылать ретроградный сигнал, активирующий дигидропиридиновый рецептор (Nakai et al., 1996).

Рис. 25. Топология субъединицы рианодинового рецептора в мембране саркоплазматического ретикулума.

Четыре трансмембранных сегмента локализованы около С-конца молекулы. Участки D1-D3 наиболее вариабельны у трех изоформ рианодинового рецептора. В цитоплазматическом фрагменте рецептора показаны участки связывания императоксина A (imperatoxin А), кальмодулина (calmodulin) и FK-связывающего белка (FKBP).

Cytoplasm -цитоплазма; Lumen of SR - полость саркоплазматического ретиулума (по Stokes, Wagenknecht, 2000).

В сердечных мышцах дигидропиридиновый рецептор не взаимодействует непосредственно с рианодиновым рецептором и сопряжение между возбуждением и сокращением осуществляется по механизму Са~1-индуцированного выброса Са~+ (Cannell et al, 1995). Активация дигидропиридинового рецептора приводит к входу Са2+, который стимулирует рианодин-чувствительные Са~"-каналы.

Рис. 26. Модель связи возбуждения и сокращения (excitation-contraction coupling) в скелетных мышцах.

Большой гидрофильный участок (ножка) рианодииового рецептора (RyR) непосредственно взаимодействует с цитоплазматическим участком дигидропиридинового рецептора (Са" -канала), обеспечивая тем самым электромеханическое сопряжение мембран. Триадин и кальсеквестрин -белки CP (no Marks, 1997).

Каждая субьединица рианодииового рецептора взаимодействует с РК506-связывающим белком (мол. масса 12 кДа) (Jayaraman et al, 1992; Striggow. Ehrlich, 1996a; Marks, 1997) (рис. 26). РК506-связывающие белки (FKBPs) представляют собой иммунофилины, которые первоначально были идентифицированы как агенты, связывающие структурно сходные иммунодепрессанты FK.506 и рапамицин. По-видимому, FKBPs стабилизируют активность CaJH -канала рианодииового рецептора (Brillantes et al, 1994). Иммунодепрессанты FK506 и рапамицин вызывают диссоциацию FKBP от рианодииового рецептора и модулируют активность каналов Са" -выброса в скелетных и сердечных мышцах. Наблюдается увеличение вероятности открытого состояния и уменьшение проводимости одиночных Са"" -каналов (Kaftan et а/, 1996; Striggow, Ehrlich, 1996а; Marks, 1997). Рапамицин и FK506 содержат макроциклическое лактонное кольцо. Обнаружено, что другие соединения (ивермектин, мидекамицин), содержащие макроциклическое лактонное кольцо, также могут прямо активировать рианодиновый рецептор (Ahem et al., 1999).

В настоящее время семейство рианодиновых рецепторов (RYR) включает три изоформы: RYR1, найденный в скелетных мышцах и некоторых нейронах (например, в клетках Пуркинье); RYR2, идентифицированный в сердечных мышцах и мозге; RYR3, найденный в гладких мышцах, мозге и других клетках (Meissner, 1994; Bennett et al., 1996).

5.2.2. Са2+-депо немышечных клеток

В немышечных клетках кальциевые депо отличаются большей сложностью и разнообразием (Pozzan et al., 1994). 1Р3 освобождает Ca2+ из немитохондриального пула, сходного с эндоплазматическим ретикулумом (ЭР) (Streb et al., 1983; Berridge, Irvine, 1984; Berridge, 1993). Однако только часть Са2+-пула немышечных клеток чувствительна к 1Р3; в среднем 1Р3 освобождает примерно 30-50% Са"+, запасенного в немитохондриальном пуле, а остальная часть Са2+ мобилизуется при действии Са**-ионофоров (Berrige, Irvine, 1989). Многие немышечные клетки содержат Са_+-депо, не чувствительные к 1Р3, но, как и CP мышц, чувствительные к рианодину и кофеину (Berridge, Irvine, 1989; Pozzan et al., 1994).

В последнее время сложилось представление о том, что ключевую роль в генерации и проведении Са2*-сигналов в невозбудимых клетках играют такие внутриклеточные органеллы, как ЭР, ядро, митохондрии (Pozzan et al., 1994; Meldolesi, Pozzan, 1998: Alvarez et al., 1999; см. обз. Крутецкая, Лебедев, 2001). Для измерения концентрации Са2+ во внутриклеточных депо используются флуоресцентный Са^+-зонд Mag-Fura 2-АМ и Са2+-чувствительный белок экворин (Meldolesi, Pozzan, 1998; Alvarez eta!., 1999).

Основным 1Р3-чувствительным Са"+-депо является ЭР или его специализированный субкомпартмент (капьциосома). ЭР способен накапливать большие концентрации Са~" и затем быстро освобождать Са2+ в цитозоль (рис. 27). Общая концентрация Са2+ в ЭР составляет 5-10 мМ (Pozzan et al., 1994; Montero et al., 1995; Meldolesi, Pozzan, 1998). Большая часть Ca2+ в ЭР связана с кальретикулином и другими Са2+-связывающими белками. Концентрация свободного Са"т в полости ЭР различных типов клеток в состоянии покоя составляет 300-800 мкМ (Alonso et a

страница 32
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77

Скачать книгу "Механизмы внутриклеточной сигнализации" (3.04Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(21.11.2019)