Биологический каталог




Нейрохимия

Автор М.И.Прохорова, Н.Д.Ещенко, С.Ю.Туманова и др.

торые преимущественно сосредоточены в хроматине эуког' риртичеощх.^клеток, включая и нейроны. Молекулы гистонов с.астаях.а43...одной полипептидной цепи и не имеют четвертичной структуры. Гистоны делятся на 5 основных.фракций. Принцип деления их основан на содержании лизина, аргинина и глицина, а также N и С-концевых аминокислотных остатков. Первая фракция характеризуется как лизин-богатая фракция, она обозначается /ь или Н\\ 2-я — относительно богатая лизином — /2ь, или Н2ь\ 3-я — относительно богата я аргинином — /^«2? или Ягв; 4-я — богатая аргинином и глицином — f2a^ или Я4; 5-я фракция — богатая аригинином — /3, или Я3. Основные фракции делятся на подфракци^, jhx число И—20 (возможно и больше). Молекулярный-В^с.тистонов, как правило, составляет от 1Q.0Q0 .др .20.0.00. Состав и структура гистонов отличаются ххаблльностью и консервативностью • Так, высокая стабильность гистонов сохраняется^Ппрй "действии различных факторов: при повышенных концентрациях этанола, ацетона, трихлоруксусной кислоты, при увеличении температуры до 50°С и т. д.; эти же факторы у большинства представителен белков вызывают денатурацию и другие физико-химические изменения. При сравнении состава, структуры и свойств гистонов не наблюдается существенных отклонений не только в различных тканях и органах одного и того же животного, но даже сравнивая ряд фракций гистонов животных и растений, обнаруживается поразительная консервативность состава гистонов. Например, 4-я фракция гистонов, извлеченная из тимуса теленка и бобовых растений, оказалась почти одинаковой.

Известно, что мутации во фракциях гистонов накапливаются через различные промежутки времени. Наиболее консервативными в этом отношении оказались гистоны и прежде всего 4-я фракция. В этой фракции закрепление мутации происходит примерно в 1,5'109 лет, в то время как у иммуноглобулинов гормона роста усвоение одной мутации происходит в 1—3 - 106 лет, т. е. быстрее в 500—1500 раз. Следсмг^ательно, стабильность состава, структуры и свойств лшлюнов свидетельствует об универсальности их как регуляторные механизмов траа-„„ скрипции. Это происходит благодаря взаимодействию опреде-

136

ленных фракций гистонов с различными участками матричной ДНК и образованию комплексов ДНК—пистон.

В то же время гистоны относительно быстро расщепляются протеазами. Вторичная и третичная ^структуры гистонов "под влияниемТвоздействия изменяются. Отдельные фракции гистонов могут JLU?X&SI^^ « т. д., что делает еще более разнообразными подфракции гистонов в различных дифференцированных тканях, включая и нервную ткань. Например, из 5 основных фракций гистонов, а именно в 1-й, 3-й и 4-й, N-концевыми аминокислотными остатками является ацетилоерин. В ^рдекуле гистонов, число, ддетильных групп может быть от 1 до. 4. Процесс ацетилирования существенно не изменяет сродство гистонов к ДНК, т. с. возможность образования комплексов, однако значительно снижается способность гистонов тормозить транскрипцию.

Процесс фосфорилирования гистонов, входящих в состав ДНП, зависит от наличия в молекуле гистонов остатков серина, поскольку фосфорилироваться может только ОН-группа серина. С появлением фосфорильных групп и увеличением числа отрицательных зарядов третичная структура пистонов претерпевает изменения, при этом репрессорная активность фосфори-лмрованных гистонов снижается. В третьей фракции пистонов содержится цистеин, поэтому в данной фракции возможно образование дисульфидных мостиков, что вызывает изменение третичной структуры гистонов и влияет на репрессорную активность их. Таким образом, источником .гетерогенности гистонов можно, сдитахь . модифнкации^происходящиё ""в '"отдельных фракциях пистонов, а процессы ацетилирования, фосфорилирования и метилирования — как необходимые звенья механизма регуляции транскрипции.

Однако, чтобы обеспечить специфическую и притом быструю и четкую регуляцию транскрипции в ядрах нейронов, необходимо наличие дополнительных, мобильных и разнообразных механизмов, поскольку в головном мозгу осуществляется ряд специфических функций, присущих только нервной системе (проведение нервного импульса, формирование и хранение памяти и т. д.). Этим, по-видимому, объясняется ряд особенностей состава хроматина мозга: повышенное содержание ДНК и высокий уровень мРНК в ядрах нейронов в отличие от клеток печени и почек, хотя в данных органах происходит интенсивный метаболизм белков. Кроме того, обнаружена отчетливо выраженная корреляция между РНК-синтезирующей активностью и функциональным состоянием нейронов в различных отделах головного мозга. Хроматин мозга характеризуется также большим разнообразц^^негистоновьгх белков по срдвЛЧРию "с xpO^Tipc^ показано электрофоре-

тичесюйм разделением *негистоновых белков хроматина в разных органах. В отличие от гистонов непистоновые белки содер-

137

жат в большом количестве глута^иновую кислоту, поэтому они являются нейтральными или слабоосновными. Особенностью негирстрновых. белков яаййке.является наличием шееостазе относительно брльщогр колитества^ фосфора_(0,14%). Молекулярный вес отдельных подфракций негистоновых белков колеблется в значительных пределах—от 1,6-104 до 1,45-105. Количество разновидностей негистоновых белков мозга окончаг тельно не установлено, по некоторым данным оно может достигать 80. Все сказанное выше свидетельствует об исключительной гетерогенности и, по-видимому, специфичности негистоно-еых белков. Таким образом, можно предположить, что негнсто-новые белки наряду с ацетилированными и фосфорилирован-иыми фракциями гистонов мозга являются важнейшими компонентами регуляторных механизмов транскрипции в нервной ткани. Этот вопрос подробно рассматривается в соответствующих разделах молекулярной биологии.

Нейросклеропротеиды

Четвертый класс простых белков нервной ткани составляют склеропротеиды. Их можно охарактеризовать как стт^ктурно-опорные~&лш, а по сврему,строению они относятся к фйбрил: ляглшм белкам. Основными представителями этих белков Являются " н?!Гг5бкол л а гены, дедтддаддг;^ и др. Они составляют примерно 8—10% от суммы всех простых белков нервной тками да локализованы в различных отделах нерв-ной^системы неравномерно. Так,"в бело^Пгещеютве больших полушарий головного мозта ходержание опорных белков достигает 20% по отношению к другим простым белкам, а в сером веществе их не более 5%. Высокое содержание опорных белков обнаружено в периферической нервной системе. Эти белки нерастворимы выводе, сл'або^астврримы в кислотах, нейтральных солях и в больтШиегве органических* 'растворителей,, но растворимы в щелочах, а р-кераттины только в растворах крепких щелочей. Склеропротеиды обнаруживают большую устойчивость к прртерлитичес^ поэтому их часто называли нерастворимыми белками, или нерастворимым остатком.

В настоящее время эти белки достаточно полно изучены как в отношении аминокислотного состава, так п их строения. Оказалось, что аминокислотный состав склеропротеидов существенно отличается от других белков. Он не сложен: на долю глицина, аланина и серина приходится не менее 30—50%

страница 43
< 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 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87

Скачать книгу "Нейрохимия" (12.4Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(24.10.2019)