Биологический каталог




Механизмы внутриклеточной сигнализации

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

клетки. Так, в клетках , гиппокампа млекопитающих АЦ расположена рядом с NMDA- j рецепторами. Ионы Са2+, входящие в клетку по каналам NMDA- \ рецепторов, активируют Са2+/ кальмодулин-стимулируемые АЦ 1 или VIII ^ типов, что приводит к увеличению концентрации цАМФ. цАМФ диффундирует на очень малые расстояния и активирует протеинкиназу А, I которая заякорена в определенных участках клетки с помощью / специфических заякоривающих белков AKAPs (cAMP-dependent protein/ kinase anchoring proteins) (Cooper et al., 1995).

В возбудимых клетках (миоцитах сердца) Са*т, входящий по потенциал-зависимым Са2+-каналам L типа, ингибирует АЦ V и VI типов (Cooper et al., 1995).

Для невозбудимых клеток показано, что АЦ колокализована с каналами депо-зависимого входа Са2+. Обнаружено, что только Са2+, входящий в клетку по депо-зависимым Са"+-каналам, а не Са~+, освобожденный из внутриклеточных депо, регулирует активность АЦ. Так, в клетках глиомы линии С6-2В Са"+-ингибируемая АЦ типа VI функционально и пространственно колокализована с депо-зависимыми каналами входа Са2" (Chiono et al., 1995; Fagan et al., 1998). Показано, что только депо-зависимый вход Cai+, вызванный тремя независимыми методами (приложение тапсигаргина, иономицина или УТФ), а не мобилизация Са2" из депо, ингибирует синтез цАМФ в этих клетках. Тесная пространственная взаимосвязь между АЦ и каналами депо-зависимого входа CaiT подтверждается также тем, что разрушение цитоскелета не влияет на регуляцию АЦ внутриклеточным Са" (Fagan et al., 1998).

Тесная взаимосвязь с каналами депо-зависимого входа Са"' показана также для Са"+-стимулируемых изоформ АЦ. Обнаружено, что Са~^-стимулируемые АЦ 1 и VIII типов, экспрессированные в клетках линии НЕК 293, регулируются исключительно депо-зависимым входом Са" . а не Са2", освобожденным из депо (Fagan et al.. 1996).

Вышеизложенное свидетельствует о том. что жесткая локализация АЦ в мембране дает ей возможность быстро и избирательно реагировать на вход Са2' в клетку. Регуляция активности АЦ внутриклеточным Са" позволяет клетке интегрировать активность двух основных вторичных мессенджегюв., цАМФ и Са"1.

В последнее время появились данные о том, что концентрация цАМФ может регулироваться внеклеточным Са"т в физиологических концентрациях. Так, показано, что Са^-ингибируемая АЦ VI типа функционально колокализована в клетках почки крысы с рецептором, чувствительным к внеклеточной концентрации Са"+ (Ferreira et al., 1998).

4.1.2. Структура и регуляция протеинкиназы А

Второй ключевой фермент аденилатциклазного пути передачи информации, протеинкиназа А (ПКА), идентифицирована во всех тканях млекопитающих. В отсутствие цАМФ, ПКА представляет собой неактивный тетрамер, состоящий из двух регуляторных (R) и двух каталитических (С) субьединиц и имеет четвертичную структуру R2C2 (Francis, Corbin, 1994). Показано, однако, что in vitro ПКА может функционировать как димер, состоящий из одной R и одной С субьединиц. При связывании двух молекул цАМФ с одной R субьединицей, сродство R и С субьединиц уменьшается в 10000-100000 раз и тетрамерная ПКА диссоциирует на димер из двух R субьединиц и две мономерные С субьединицы, фосфорилирующие различные белковые субстраты.

Регуляторная R субьединица (мол. масса 43-45 кДа) имеет следующие функциональные домены, начиная с N-конца молекулы: домен, участвующий в димеризации субьединиц; домен, содержащий участки аутофосфорилирования; два домена, связывающих цАМФ с низким и высоким сродством, соответственно; С-терминальный домен. У млекопитающих идентифицированы две основные изоформы R субъединицы - RI и RH (Francis, Corbin, 1994).

Каталитическая С субьединица ПКА представляет собой глобулярный белок с мол. массой 40__кДа (350 аминокислот), миристоилированный на N-конце. Далее расположены: домен, связывающий К^*Т/АТФ; домен, взаимодействущий с белковыми субстратами, и обеспечивающий каталитическую функцию; С-терминальный домен.

Активированная С-субьединица в присутствии Mg^/АТФ катализирует перенос у-фосфата с АТФ на различные белковые субстраты, содержащие последовательность аминокислот —Arg-Arg-X-Ser/Thr-X- (Kennely, Krebs. 1991; Francis, Corbin, 1994). Показано, что для каталитической активности С-субьединицы важны 3 аминокислоты (Asp-166, Lys-168 и Asn-171). которые являются консервативными во всех протеинкиназах, фосфорилирующих белки по остаткам серима или треонина. У млекопитающих идентифицированы 3 изоформы С субьединицы : а, (3 и у (Francis, Corbin, 1994).

Фосфорилирование белков является одним из основных способов передачи сигналов, контролирующих различные клеточные процессы. В соответствии с этим, активность протеинкиназ и фосфатаз должна жестко регулироваться. Один из уровней регуляции заключается в определенной субклеточной локализации киназ и фосфатаз путем взаимодействия их с определенными «заякоривающими белками», что способствует быстрой и избирательной модуляции специфических мишеней в определенных микродоменах клетки в ответ на растворимые вторичные мессенджеры (Dell 'Acqua, Scott, 1997). Так, обнаружено, что во многих тканях значительная часть ПКА. главным образом протеинкиназы типа II, расположена в определенных доменах клетки благодаря взаимодействию регуляторных RII субьединиц с соответствующими «заякоривающими белками», которые были названы AKAPs (Coghlan et al., 1995; Dell 'Acqua, Scott, 1997).

Каждый заякоривающий белок содержит два типа связывающих участков: консервативный «заякоривающий фрагмент», который связывает R субьединицу ПКА, и домен, который определяет субклеточную локализацию комплекса ПКА-АКАР путем взаимодействия со структурными белками, мембранами или клеточными органеллами. Показано, что для связывания с AKAPs важны остатки изолейцина в положении 3 и 5 RII субьединицы ПКА. Иммунохимическими методами идентифицированы AKAPs, связанные с центросомами (АКАР350), актиновыми филаментами (АКАР78 или эзрин; АКАР250), эндоплазматическим ретикулумом (АКАР100). аппаратом Гольджи (АКАР85), митохондриями (АКАР84)

страница 6
< 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
(23.08.2019)