Биологический каталог




Механизмы внутриклеточной сигнализации

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

одство 1Р3-рецептора к участку связывания его с плазматической мембраной модулируется кальцием внутри полости депо и 1Р3 в цитозоле. Низкая концентрация Са* в депо и высокая концентрация 1Р3 способствуют диссоциации 1Р3-рецептора и белка в плазматической мембране (1Р4-реиептора). Диссоциация этих двух белков приводит к освобождению Са2* из депо через канал 1Р3-рецептора, а также входу Са** из наружной среды. Связывание 1Р4 со своим рецептором в плазматической мембране также, по-видимому, способствует отщеплению 1Р3-рецептора от мембраны. Таким образом, совместное действие 1Р3 и 1Р4 и истощение кальциевого депо вызывают изменение конформации 1Р3-рецептора, диссоциацию его от плазматической мембраны и вход Са2+ в клетку (Irvine, 1990).

Берридж (Berridge, 1995а) развил модель Ирвина и предположил, что связь между опустошением внутриклеточных Са~*-депо и активацией Са* -каналов в плазматической мембране осуществляется путем прямого взаимодействия между 1Р3-рецептором в мембране ЭР и Са2*-каналом в плазматической мембране (рис. 35). Для описания этого типа взаимодействий Берридж ввел понятие "конформационное связывание" (conformational coupling). В соответствии с моделью Берриджа, большая цитоплазматическая "головка" 1Р3-рецептора, локализованная в непосредственной близости к плазматической мембране, интегрирует сигналы, регулирующие емкостной вход Са2*, и передает информацию непосредственно на депо-зависимый Са2+-канал. 1Р3-рецепторы могут иметь две различные функции: освобождать Са2* в цитозоль или передавать информацию Са"+-каналам в плазматической мембране. Учитывая, что существуют различные изоформы 1Р3-рецептора, вполне возможно, что эти две сигнальные функции могут осуществляться различными рецепторами. Берридж предположил, что 1Р3-рецептор типа 1 опосредует мобилизацию Са2+ из депо, в то время как 1Р3-рецептор типа 3 специфически связывается с депо-зависимым Са^-каналом (Berridge, 1995 а).

Рис. 35. Модель конформационного связывания (conformational coupling model). Связь между опустошением Са~+-депо и активацией Са~""-каналов в плазматической мембране осуществляется путем физического взаимодействия между 1Р3-рецептором (IR) и Са2+-каналом. Это можег быть прямое белок-белковое взаимодействие или может включать взаимодействия с цитоскелетом. R - рецептор; Ср - G-белок; PLC -фосфолипаза С ( по Berridge, 1995а).

В пользу модели конформационного связывания свидетельствуют данные о пространственной локализации входа Са"* в непосредственной близости к участкам мобилизации Са2+ из депо. Так, показано, что в ооцитах Xenopus емкостной вход Са~+ колокализован с опустошенными Са"+-депо, что исключает участие растворимого посредника в активации депо-зависимого входа Са~" (Petersen, Berridge, 1996). Обнаружено также, что емкостной вход Са2+ происходит только в участках мембраны ооцитов, к которым близко подходит ЭР (Jaconi et al, 1997). Колокализация депо-зависимого входа Са*+ и участков 1Р3-индуцированного выброса Са"+ показана с помощью конфокальной микроскопии и для эндотелиальных клеток (Huser et al, 1999).

Представляет интерес новый вариант модели сопряжения, в соответствии с которой 1Р3-рецептор, расположенный в мембране ЭР, прямо связан с фосфатидилинозитол-4,5-дифосфатом (PIP2), локализованным в плазматической мембране (Lupu et al., 1998). В нестимулированных клетках часть 1Р3-рецепторов ингибирована вследствие взаимодействия с Р1Р2 (рис. 36). Стимуляция клеток агонистами вызывает активацию фосфолипазы С, расшепляющей эту связь, что приводит к одновременному удалению ингибитора (Р1Р2) и продукции активатора (1Р3) 1Рз-рецептора. Образовавшийся 1Р3 активирует 1Р3-рецептор и индуцирует мобилизацию Са2+ из депо (Lupu et al., 1998).

RESTING STATE SIGNAL TRANSDgCTlpM Cs»- WAVE INITIATION

(Г~ V- ""^ ,<,'"-r-v-' /-4^%

* PiP, ¦* fnsP,

Рис. 36. Модель функционального связывания между 1Р3-рецептором (IP3K) и фосфатидилинозитол-4, 5-дифосфагом (Р1Р2).

В нестимулированных клетках часть 1Р3-рецепторов ингибирована вследствие взаимодействия с PIP2 (resting state). Стимуляция клеток агонистами вызывает активацию фосфолипазы С (PLC), расшепляющей эту связь, что приводит к одновременному удалению ингибитора (PIP?) и продукции активатора (1Р3) 1Р3-рецептора (signal transduction). Образовавшийся 1Р3 активирует 1Р3-рецептор и индуцирует мобилизацию Са2+ из депо (Са"+ wave initiation) (по Lupu et al., 1998).

Основоположник емкостной модели Джеймс Патни (Putney, 1999b) предположил, что в состав сигнального комплекса 1Р3-рецептор-депо-зависимый Са~+-канал входит также фосфолипаза С и, возможно, какой-то вспомогательный белок, подобный белку InaD, функционирующему в фоторецепторах Drosophila (рис. 37). Рис 37. Модель регуляции емкостного входа Са + 1Р3-рецепторами.

Связывание агониста с рецептором приводит к активации рецептора (R), который с участием гетеротримерного G-белка (G) активирует фосфолипазу С, катализирующую гидролиз фосфатидил-инозитол-4,5-дифосфата и образование 1Р3. 1Р3 связывается с 1Р3-рецептором в мембране Са"-депо и вызывает мобилизацию Са2*. Уменьшение концентрации Са2* в депо приводит к изменению конформации 1Р3-рецепгора, взаимодействию его с депо-зависимым Са~'-каналом (TRP) и активации канала. Сигнальный комплекс, включающий PLC, TRP и 1Р3-рецептор, может также содержать вспомогательный белок InaD (по Putney, 1999 b).

Чтобы конформационная модель работала, а 1Р3-рецептор и Са2*-канап непосредственно взаимодействовали друг с другом, необходимо, чтобы ЭР достаточно близко подходил к плазматической мембране (рис. 38). Такая близость подтверждается результатами многочисленных морфологических и иммуно-гистохимических исследований, выполненных на различных типах клеток. Так, на клетках печени крысы показано, что 1Р3-рецепторы часто присутствуют во фракциях плазматических мембран (Rossier et al., 1991; Lievremont et al., 1994). При дальнейшем фракционировании было установлено, что эти 1Р3-рецепторы локализованы в специализированных суб

страница 45
< 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
(16.09.2019)