циалов и замедление кинетики активации. Обнаружено, что модулирующий эффект иейротрансмиттеров обусловлен Ру-субъединицами G-белков, которые прямо связываются с агсубъединицей Са2+-каналов (Dolphin, 1995, 1998; Herlitze et al, 1996, 1997; De Waard et al, 1997; Catterall, 2000). Значительное число экспериментальных данных свидетельствует о том, что Ру-субъединицы G-белков прямо взаимодействуют с фрагментом из пяти аминокислот (Gln-X-X-Glu-Arg), расположенным во внутриклеточном участке, соединяющем домены 1 и 11 d|A- или Очв-субъединицы Са"+-каналов P/Q- или N-типа, соответственно (Dolphin, 1995, 1998, Herlitze et al, 1996, 1997; De Waard et al, 1997; Catterall, 2000) (рис. 31). Нейротрансмиттеры, активирующие протеинкиназу С, обращают ингибирование Са.,.2 каналов ру-субъединицами G-белков. Это обусловлено фосфорилированием протеинкиназой С участков а 1-субъединицы, расположенных во внутриклеточном фрагменте между доменами I и II рядом с участком связывания ру-субъединиц (Zamponi et al, 1997) (рис. 31). Ранее было установлено, что фрагмент Gln-X-X-Glu-Arg участвует также во взаимодействии Ру-субъединиц G-белков с такими белками мишенями, как аденилатциклаза типа II, фосфолипаза Ср= и К*-каналы входящего выпрямления (Chen et al, 1995).

al

Рис. 30. Модуляция С а -каналов L-тииа (Cav1.2) в клетках сердца протеинкиназой А и протеинкиназой С.

al, Р - субъединицы Са2+-канала. Р - участки фосфорилирования канала протеинкиназой А (РКА) и протеинкиназой С (РКС). R и С - регуляторная и каталитическая субъединицы протеинкиназы А, соответственно. АКАР-15 - белок, заякоривающий протеинкиназу A (A-kinase anchoring protein) (по Catterall, 2000). Показано, что замена аргинина в этом фрагменте приводит к существенному замедлению кинетики инактивации Са"-каналов.

Особую значимость для взаимодействия с (Зу-субъединицами G-белков имеет аминокислота, находящаяся в третьем положении фрагмента Gln-X-X-Glu-Arg (Herlitze et al, 1997). Ранее отмечалось, что Р-субъединица Са~~-каналов также взаимодействует с цитоплазматическим участком, соединяющим домены I и II а,-субъединиц Са21-каналов (De Waard et al, 1994; Pragnell et al, 1994).

Таким образом, внутриклеточный участок, соединяющий домены I и II а |-субъединицы Са"*-каналов, важен для трех различных регуляторных влияний на активность Са2+-каналов: связывания Р-субъединиц Са2*-каналов, модуляции G-белками и потенциал-зависимой инактивации. Это неудивительно, так как внутриклеточные участки, соединяющие гомологичные трансмембранные домены ai-субъединицы, а также N- и С-терминальные фрагменты являются самыми большими доменами белка канала и наиболее вариабельными у различных изоформ а |-субъединицы. Вполне вероятно, что эти большие домены играют ключевую роль во взаимодействии Са"+-каналов с внутриклеточными белками, служащими внутриклеточными эффекторами или модуляторами. Сложные регуляторные взаимодействия между внутриклеточным участком, соединяющим домены I и II агсубъединицы, Р-субъединицей Са'+-каналов и Ру-субъединицами G-белков могут обеспечивать тонкую регуляцию активности Са"+-каналов. Интересно, что соответствующий внутриклеточный участок а-субъединицы Na'-каналов содержит множественные участки фосфорилирования протеинкиназами А и С, которые также эффективно модулируют активность каналов (Catterall, 1995, 1996).

Cav2 каналы модулируются также Са" -кальмодулином и регуляторными белками (рис. 31). Связывание Са"'-кальмодулина с С-концом а 1-субъединицы приводит к Са"4-зависимой инактивации канала. Расположенные в пресинаптической мембране Cav2.1 и Cav2.2 каналы модулируются SNARE белками (синтаксин, SNAP-25, синаптобревин) и синаптотагмином. Регуляторные белки взаимодействуют с участком, расположенным в цитоплазматической фрагменте между доменами 11 и III al-субъединицы канала (Catterall, 2000).

Рис. 31. Модуляция Cav2 каналов протеинкиназой С, Ру-субъединицами G-белков, Са2+-калымодулкном и регуляториыми белками.

G(3y - ру-субъединицы G-белков. РКС - протеинкиназа С. Са2'/СаМ - Са24-кальмодулин. SNARES -регуляторные белки (синтаксин, SNAP-25, синаптобревин) (по Catterall. 2000). 5.3.2. Механизмы входа Са2+ в невозбудимые клетки

Основными путями входа Са2+ в клетку являются Са"*-проницаемые ионные каналы. В нервных, мышечных и других электрически возбудимых клетках вход Са'* обеспечивается потенциал-зависимыми Са~+-каналами. В невозбудимых клетках механизмы входа Са*+ менее изучены. Исследования последних лет, в частности с использованием метода пэтч-кламп, выявили наличие в плазматической мембране многих типов клеток рецептор-управляемых Са"+-каналов, открывание которых связано с активацией специфических рецепторов в мембране (Mahaut-Smith et al, 1990; Mozhayeva et al, 1991; Авдонин. Ткачук, 1994; Naumov etal, 1992, 1995a, 1995b, 1995c).

Выделяют три типа рецептор-управляемых Са~*-каналов (Meldolesi, Pozzan, 1987). 1) Собственно рецептор-управляемые Са"*-каналы, у которых участок связывания лиганда и ионный канал находятся на одном и том же полипептиде или на одном и том же молекулярном комплексе. К этой группе относят катиониый канал никотинового ацетилхолинового рецептора, канал NMDA-рецептора. 2) Са"*-каналы, регулируемые вторичными посредниками (т. е. каналы, связанные с рецептором через растворимый вторичный посредник). 3) Са~"-каналы, управляемые G-белками, т.е. связанные с рецептором через G-белок (Meldolesi, Pozzan, 1987; см. обз. Крутецкая, Лебедев, 1992а, 19926; Авдонин, Ткачук, 1994; см. кн. Крутецкая, Лонский, 1994; см. кн. Крутецкая. Лебедев, 20006).

Все отмеченные типы Са'+-каналов различаются по способу активации и, вероятно, по характеру Са"*-сигналов, которые они генерируют. Потенциал-зависимые Са~+-каналы обеспечивают быстрый, но кратковременный вход Са"*. Открывание же рецептор-управляемых Са"*-каналов приводит к быстрому и длительному увеличению концентрации цитоплазматического Са"*.

5.3.2.1. Депо-зависимый вход Са2+ в клетки

В настоящее время предполагают, что одним из основных механиз