Биологический каталог




Механизмы внутриклеточной сигнализации

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

Mori et al., 1996; Randall, 1998; Catterall, 2000). Так, ais-субъединица образует Са2+-канал L-типа в скелетных мышцах. Субъединица а,с формирует Са"+-канал L-типа в клетках мозга, сердца, легких, фибробластах. Субъединица аш участвует в образовании Са^-каналов L-типа в клетках мозга и клетках эндокринной системы. Субъединица aiA формирует Са" -каналы Q- и Р-типа в клетках мозга и сердца. Субъединицы аш и а]Е образуют в нейронах мозга Са2+-каналы N- и R-типа, соответственно (Catterall, 1995; Mori et al., 1996; Randall, 1998). Недавно клонированы аю-субъединицы, формирующие Са"+-каналы Т-типа в нейронах мозга крысы (Perez-Reyes et al., 1998), мыши (Klugbauer et al., 1999) и человека (Cribbs et al., 2000).

С помощью методов молекулярного клонирования установлена первичная структура вспомогательных субъединиц Са2+-каналов (Isom et al., 1994). Субъединица а, Са2+-каналов L-типа из скелетных мышц выделяется вместе с цитоплазматической р-субъединицей (мол. масса 57 кДа) и трансмембранной у-субъединицей (мол. масса 25 кДа). Субъединицы а.\, Р и у также взаимодействуют с белковым комплексом, состоящим из связанных дисульфидной связью сь- (мол. масса 125 кДа) и 5- (мол. масса 27 кДа) субъединиц (Catterall, 1988, 1995, 1996, 2000) (рис. 28, 29). Субъединица сь представляет собой гидрофильный белок из 1106 аминокислот, имеющий несколько потенциальных трансмембраных сегментов и участков N-связанного гликозилирования. В соответствии с моделью структуры Са~+-канала, предложенной Каттералом в 1996 г. (Isom et al., 1994; Catterall, 1995, 1996), сь-субъединица имеет два трансмембранных сегмента. По более поздним данным (Jay et al., 1991; Hofmann et al., 1994, Catterall, 2000) сь-субъединица является экстраклеточной (рис. 29). Субъединица 5 представляет собой белок, имеющий один трансмембранный сегмент и два участка гликозилирования. Трансмембранный сегмент 5-субъединицы имеет некоторое сходство с Р,-субъединицей Ь!а+-каналов (Isom et а!., 1994). Субъединица у является белком из 222 аминокислот, имеющим четыре трансмембранных сегмента и два участка гликозилирования. Субъединица у входит в состав только Са~~-каналов L-типа из скелетных мышц. В отличие от трансмембранных сь-, 5- и у-субъединиц, р~ субъединица представляет собой гидрофильный белок из 524 аминокислот, расположенный на внутренней поверхности мембраны. Субъединица р содержит множественные участки фосфорилирования протеинкиназой А и протеинкиназой С (Isom et al., 1994; Catterall, 1995, 2000).

Рис. 29. Топология в мембране и регуляция Са2+-каналов L-типа (Cavl.l) из скелетных мышц.

al, a2, (3, у и § - субъединицы Са"'-канала. I-IV - гомологичные домены. 1-6 - трансмембранные сегменты S1-S6 a 1-субъединицы канала. Р - участки фосфорилирования канала протеинкиназой А (РКА). R и С - регуляторная и каталитическая субъединицы протеинкиназы А, соответственно. АКАР-15 - белок, заякоривающий протеинкиназу A (A-kinase anchoring protein) (по Catterall, 2000).

по

Другие типы Са2'-каналов также содержат вспомогательные а:-, 5-и Р-субъединицы. Показано, что трансмембранные субъединицы менее разнообразны, чем внутриклеточные субъединицы. Так, сь- и 5-субъединицы кодируются одним геном, в то время как четыре гена кодируют Р-субъединицы (РгР^) Са2+-каналов (Hofmann et al., 1994; Isom et al., 1994; Catterall, 1995; Mori et al., 1996).

Обнаружено, что вспомогательные р-субъединицы модулируют функциональные характеристики всех изоформ а,-субъединицы Са'+-каналов: увеличивают амплитуду Са"'-токов, ускоряют кинетику активации и инактивации, сдвигают область активации каналов в сторону более отрицательных потенциалов (Hofmann et al., 1994; Isom et al., 1994: Catterall, 1995: Cens et al., 1998). Как отмечалось ранее. Р-субъединицы содержат множественные участки фосфорилирования различными киназами. Более того, Р-субъединицы могут дефосфорилмроваться фосфатазами. Учитывая, что киназы и фосфатазы модулируют активность различных типов потенциал-зависимых Са2+-каналов во многих клетках (Levitan, 1994; см. кн. Крутецкая, Лебедев, 1998), можно предположить, что эффект Р-субъединиц может быть частично связан с процессами фосфорилирования-дефосфорилирования (Isom et al., 1994; Catterall, 1995).

Установлено, что Р-субъединицы взаимодействуют с консервативным фрагментом цитоплазматического участка, соединяющего трансмембранные домены 1 и II всех изоформ аг субъединиц Са2*-каналов (De Waard et al., 1994; Pragnell et al., 1994) (рис. 29).

В последнее время показано, что для встраивания в мембрану класса С Са2+-каналов L-типа необходимо образование функционального комплекса между ак~ и Р-субъединицами (Gao et al., 1999). Кроме того, в скелетных мышцах р|а-субъединица участвует в регуляции процессов возбуждения-сокращения (Beurg et al., 1999).

Использование методов молекулярной биологии позволило выявить структурные элементы, обеспечивающие основные функции Са-каналов: активацию, инактивацию, селективность, взаимодействие с фармакологическими агентами.

В образовании поры Са~*-канала принимают участие сегменты S5, S6 и соединяющие их внеклеточные фрагменты SS1-SS2 (Р-участки) всех четырех доменов а!-субъединицы Са~"-канала (Catterall, 1995, 1996, 2000). Селективный фильтр Са"4-каналов, как и других потенциал-зависимых каналов (Na- и К+-каналов), образован Р-участками всех четырех гомологичных доменов порообразующей а|-субъединицы (Catterall, 1995; Mori et al.. 1996).

Ill

Для o.]c—субъединицы дигидропиридин-чувствительных Са~ -каналов L-типа показано, что участок связывания неорганических катионов находится в поре (селективном фильтре) Са^-канала. В связывании катионов участвуют карбоксильные группы четырех отрицательно заряженных остатков глутамата четырех сегментов SS1-SS2, образующих пору Са2+-канала (Mikala et al, 1993; Yang et al, 1993).

Использование современных молекулярно-биологических методов позволило в последнее время идентифицировать в структуре потенциал-зависимых Са"+-канапов определенные домены и даже отдельные аминоки

страница 39
< 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
(15.12.2019)