мов входа Са"+ в электрически невозбудимые клетки является так называемый депо-зависимый или "емкостной" вход Са"*, впервые постулированный Джеймсом Патни (Putney, 1986, 1990). "Емкостная" (capacitalive) модель входа Са"* в клетки, объясняющая рецептор-активируемый вход Са"* в клетки, основывается на исследованиях Са"н-сигнализации в невозбудимых клетках экзокринных желез (ацинарных клетках околоушной железы крысы) и эпителиальных клетках. Рис. 32. "Емкостная" модель входа Са + в клетку.

А. Связывание агониста с рецептором (R) в плазматической мембране приводит к активации гетеротримерного G-белка (GPJ и последующей стимуляции лолифосфоинозитид-слецифической фосфолипазы С (PLC). Образующийся инозитол-К4,5-трнфосфат (1,4,5) [Рг активирует ^^-чувствительные каналы Са" -выброса (4), вызывая быструю мобилизацию Са" из депо. Освобождение Си-" из депо активирует каким-то образом Са" -кяиал (1) в плазматической мембране

В Тапсигаргин (TG) освобождает Са"' из депо независимо от активации рецепторов и генерации IP*, специфически ингибируя микросомальные Са"*-АТФазы (2). Са"' выходит из эндоплазматического ретикулума путем пассивной утечки (3). ТС активирует вход Са~ в клетку в той же степени, что и игонисты, активирующие рецепторы (по Putney. 1997). Ингибиторы Са -АТФаз

Циклопьязониковая к-та

Рис. 33. Структура ингибиторов эндоплазмагических Са2+-АТФаз.

В соответствии с емкостной гипотезой, вход Са2* из наружной среды регулируется степенью заполнения 1Р3-чувствительных Са""-депо таким образом, что опустошение депо активирует вход Са" . По аналогии с конденсатором в электрической цепи, Са" -депо препятствуют входу Са2+, когда они заполнены, "заряжены", но мгновенно начинают активировать вход С а7* в клетку при их опустошении, "разрядке" (рис. 32, а).

Емкостной вход Са"+ стимулируется различными агентами, такими как Са"*-мобилизующие агонисты или фармакологические агенты, общим свойством которых является способность вызывать освобождение Са"4 из депо. Удобными инструментами для прямого исследования емкостного входа Са2* оказались специфические ингибиторы эндоплазматических Са2+-АТФаз, обеспечивающих аккумуляцию Са"ь в ЭР или CP (рис. 33).

Типичным представителем ингибиторов микросомальных Са~+-АТФаз является опухолевый промотор тапсигаргин (Jackson et al., 1988; Thastrup et al., 1990). Тапсигаргин представляет собой сесквитерпеновый лактон, выделяемый из растения Thapsia garganica. Обнаружено, что тапсигаргин вызывает пассивную мобилизацию Са"* из внутриклеточных депо независимо от активации рецепторов и генерации инозитолфосфатов, специфически ингибируя микросомальные Са2+-АТФазы (Jackson et al., 1988; Thastrup et al., 1989, 1990). С помощью методов направленного мутагенеза показано, что тапсигаргин специфически связывается с сегментом S3 эндоплазматических Са~-АТФаз (Zhong, Inesi, 1998). В соответствии с предсказаниями "емкостной" модели было установлено, что тапсигаргин активирует вход Са2+ в клетку в той же степени, что и агонисты, активирующие рецепторы (Thastrup et al., 1990, 1994) (рис. 32, б).

В дальнейшем были идентифицированы два других структурно отличных ингибитора микросомальных Са"+-АТФаз, которые также как тапсигаргин вызывают мобилизацию Са2+ из депо и активируют вход Са2+ из наружной среды: циклопьязониковая кислота (Goeger et al., 1988; Mason et al., 1991; Demaurex et al., 1992) и 2,5-ди-(трет-бутил)-1,4-бензогидрохинон (DBHQ) (Mason et al., 1991) (рис. 33). Различие структуры тапсигаргина. циклопьязониковой кислоты и DBHQ свидетельствует в пользу того, что активация входа Са"* не является побочным эффектом этих агентов, не связанным с ингибированием Са"+-АТФаз.

Использование ингибиторов эндоплазматических Са" -АТФаз и других методических подходов позволило идентифицировать депо-зависимый вход Са"* в различных типах невозбудимых клеток (эндотелиальные клетки, ацинарные клетки экзокринных желез, клетки крови, ооциты, гепатоциты и др.), а также в ряде возбудимых клеток (гладкомышечные клетки, хромаффинные клетки, СН3-клетки гипофиза) (Parekh. Penner, 1997; Putney, 1997: Holda et al., 1998). Депо-зависимый вход Са"* является, по-видимому, универсальным механизмом регулируемого входа Са"* в клетки. В то же время, механизм, посредством которого информация об опустошении Са2+-депо передается от ЭР к Са2+-каналам в плазматической мембране, остается неясным. 5.3.2.2. Модели депо-зависимого входа Са2* в клетки

Выделяют четыре группы моделей депо-зависимого входа Са2+ (Putney et al, 2001): 1) модели, предполагающие существование водорастворимого вторичного посредника, который образуется и освобождается при опустошении Са2*-депо и активирует Са24-каналы в плазматической мембране (Putney, 1990, 1997; Putney, Bird, 1993; Trepakova et al, 2000): 2) модели "конформационного связывания"-(conformational coupling model), предполагающие существование прямых белок-белковых взаимодействий между Са2+-депо и Са2+-канадом в плазматической мембране (Irvine, 1990, 1992; Berridge, 1995а; Putney, 1999а, 1999b; Berridge et al, 2000; Ma et al, 2000); 3) модели, согласно которым активация емкостного входа Са'1 является результатом встраивания в плазматическую мембрану мембранных везикул, содержащих депо-зависимые Са"'-каналы (Fasolato et al, 1993; Somasundaram et al, 1995); 4) модели связывания по типу секреции (secretion-like coupling model), предполагающие прямое физическое, но обратимое связывание внутриклеточного Са2' депо с плазматической мембраной путем подтягивания депо к мембране (Patterson et al, 1999; Yao et al, 1999; Rosado, Sage, 2000a; Rosado et al, 2000).

Модели с участием водорастворимых вторичных посредников. После того, как модель емкостного входа Са"" получила широкое признание, основные усилия исследователей были направлены на выяснение природы сигнала, связывающего опустошение Са"*-депо с активацией Са" -каналов в плазматической мембране. Ряд авторов полагает, что при опустошении Са2+-депо освобождается водорастворимый мессенлжер, который