Биологический каталог




Нейрохимия

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

вом мосту, стволе мозга, среднем и спинном мозгу и т. д. К 30-й неделе происходит отчетливое накопление белка S-100 во всех отделах ЦНС, кроме лобной доли, где повышение содержания белка совпадает с появлением биоэлектрической активности мозга.

Детально изучено накопление белка S-100 на этапах онтогенеза кур, мышей и крыс. Например, в мозгу мышей с 3 до 15 дней постнатального развития уровень данного белка оставался сравнительно низким, затем с 16-го до 22-го дня постнатального развития происходило резкое увеличение содержания его: оно возрастало в этот период примерно в 4 раза. Аналогичная картина наблюдалась в мозгу крыс с той только разницей, что наиболее интенсивное накопление данного белка происходило в период между 16-м и 24-м днями постнатального развития животного. При этом интенсивность синтеза белка з-ЮО в мозгу коррелирует с уровнем мРНК в соответствующих отделах головного мозга.

147

За последнее время значительно возрос интерес к вопросу о функциональнойЛроли белка S-100. Установлено, что соде])-жалйе данного белка возрастает при обучении и тренировках животных. Это подтверждается также тем, что в период обучё7 (ти^ТтрТШсходит более интенсивное включение меченых аминокислот в белок S-100 головного мозга. Хиден и его сотрудника обнаружили, что наиболее интенсивный биосинтез данного белка происходит в пирамидальных клетках гиппокампа. При ин-трацистернальном введении антисыворотки к белку S-100 процесс обучения у животных нарушался. Показано также, что у мышей инбредных линий количество белка S-100 в мозгу выше и обучались эти животные быстрее, чем контрольные, у которых уровень данного белка в головном мозгу был ниже. По-видимому, не случайным является тот факт, что белгж-S-LOO, содержащийся в Аейшяах, преимущественно сосредоточен в синаптических мембранах и щрыт^'хнё^онов. ~~

ОднайбИ?^^ решенным вопрос р

непосредственном участии белка S-100 в формировании и хранении памяти. Не исключена возможность, что участие данного белка опосредованно. Этим можно объяснить, что ряд авторов получили противоречивые данные относительно роли белка S-100 в формировании памяти.

На основании экспериментального материала и косвенных данных авторы высказывают несколько предположений о роли белка S-100 и возможных биохимических (молекулярных) механизмах, обеспечивающих участие данного белка в специфических функциях нервной деятельности.

Хиден и некоторые другие авторы считают возможным образование в ядрышках комплексов белка S-100 с ДНП, что вызывает депрессию матричной активности ДНК. Кроме того, интенсивно метаболирующий белок S-100 может быть одним из связующих каналов между нейронами и нейроглией.

2. При выяснении роли белка S-100 большинство исследователей придает особое значение взаимосвязи SH-групп данного белка с ионами Са2+, поскольку белок S-100, соединяясь с Са24-, изменяет свою конфигурацию. При этом на наружной поверхности молекулы белка возрастает число гидрофобных групп, белок S-100 становится более растворимым в липидах и легче проникает внутрь мембраны, где содержится повышенное количество ионов К+. Здесь происходит связывание белка S-100 с К+, что приводит к конформационным изменениям белка. Эта новая форма белка плохо растворяется в липидах, ибе-^ лок направляется обратно на внешнюю поверхность, мембраны, где происходит отщепление К+ и снова ионы Са2+ присоединяются к белку S-100. По мнению Хидена, в постсинаитнче-ских мембранах кроме данного белка участвуют актиноподоб-ные белки, входящие в состав филаментов. К этим белкам также легко присоединяются ионы Са2+. Таким образом, нроисхо-

И8

дат конкуренция за ионы Са2+ между двумя белками» что наблюдается, например, в период проведения нервного импульса (рис. 20). <

3. Высказывается также предположение о том, что при проведении нервного импульса важнейшим лимитирующим фактором являются не конформационные изменения белков, в том числе и белка S-100, а восстановление ионных каналов, кото-

^ Рис. 20. Механизм модуляции синапса по Хндену (Глебов, 1976) а — мембрана содержит белок S-100, связывающий ионы С<* -г+. Актиноподобный белок скручен и натягивает посгеннап-тическую мембрану; б — белка S-100 в мембране нет. Актиноподобный белок связывает новы Са2+ и раскручивается. Синаптическая щель сужена.

рые в присутствии свободных ионов Са2+ становятся непроходимыми для ионов К+ и Na+. Как только ионы Са2+ соединяются с SH-группами белка S-100, ионные каналы в синаптических

8

Рис. 21. Возможная модель функционирования белка S-100 в постсинаптической мембране (Глебов, 1976) с — проводящие каналы в постсинаптической мембране (ПСМ) закрыты молекулой рецепюра-медиа iэра (Р) н нонами Са2+, М — молекулы медиатор*; fi — ыолекупл медиатора, присоединившись к рецептору, изменяет .его конформацию, но канал блокирован нонами Са2+» и юэнинновение посгеинаптнческого потенциала невозможно; в — белок S-100 переносит ионы Са2+ в глубь мембраны и тем самым способст» в>ет повышению проницаемости ионных каналов для К+ и Na*» обеспечивая прохождение нервного импульса через синапс,

149

мембранах становятся открытыми для^ транспорта К+ н Naf. По мнению ряда авторов, проницаемость постаинаптаческах мембран регулируется двумя системами: первая система — это рецепторы-нейромедиаторы (см. гл. 8); вторая система представляет собой комплекс белка S-100 с ионами Са2+\ Проведение нервного импульса возможно только при синхронном функционировании двух систем (рис. 21). Таким образом, белок S-100 является одним из регуляторов проницаемости ионных каналовГ он""н^бв^ЩШЯ"ДЛй' Обеспечения разнообразных специфических функции* йервм ""

Из раетмр^мбй'ф'р^ЦШ белого вещества мозга крысы был выделен другой специфический антигенный белок, получивший название ««^антиген». Этот белок по своей подвижности близок к у-г^обул1Цнам, он извлекается полунасыщенным раствором (NH4h S04. В ос2-антигене количество глутамата и аспарта-та значительно превышает содержание диаминомонокарбоно-вых кислот (лизина, аргинина, гистидина). Белок аг-антигеи отличается от белка S-100 более высоким содержанием пролина.

Из растворимой цитоплазматической фракции мозговой ткани был выделен еще один белок, который элюируется 350 мкМ раствором NaCl и других нейтральных солей, поэтому был назван GP-350. Он также обнаружен в мембранах синаптосом, но отсутствует в других органах и тканях животных и человека. Это дает основание считать белок GP-350 специфическим белком нервной ткани. Он характеризуется отчетливо выраженными кислыми свойствами и быстро соединяется с ионами Са2+.

\ Белок 14-3-2. Поскольку белок S-100 преимущественно локализован в нейроглни, естественно было стремление ученых ответить на вопрос, имеются ли специфические белки, которые в основном сосредоточены в нейронах. Кроме того, это важно еще и потому, что с помощью специфических нейрональных и нейроглиальных балкой можно более углубленно изучить каналы, осуществляющие связь между нейронами и нейроглией при выполнении специфических функций нервной системы (проведени

страница 47
< 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)