Биологический каталог




Нейрохимия

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

в поддержании определенной конфигурации микроструктур. Эти процессы идут с затратой энергии, при определенном уровне макроэргических систем ГТФ^ГДФ и АТФ/АДФ и активности соответствующих ферментов.

Микдотрубочки (нейротубулы), лдедехмляют...„сабой- -цнто-структурные образования цилиндрической формы,.J^MeTg^KO-торых достигает 24 нм^.а длина нёскойь"КйХ мкм. Основная^ас-са белка, входящего в состав микротрубочек,, преходится на~до-лю ]^рат^йулина, который в^микротрубочках находится'в'виде полимеров, состоящих из 10—14 молекул нейротубулина. При деполимеризации микротрубочек, выделенных из мозга, было обнаружено два компонента: один из них высокомолеку-

156

лирный с диаметром 40—50 нм, состоящий из колец, и второй низкомолекулярный с размером частиц 5—10 нм. Анализ этих компонентов с помощью электрофореза в ПААГ .и ДДФ показал, что низкомолекулярный компонент преимущественно состоит из нейротубулина, а высокомолекулярный кроме нейро-тубулина содержит на своей поверхности нейрофиламентные образования.

Нейрофиламенты имеют глобулярную структуру и образуются из спирально скрученных нитевидных образовании^ диаметре их колеблется в пределах Ъ—12 ТшГ Филаменты размером 5—6 нм называются микрофиламентами. Состав белков фшламёнтов более разнообразен, чём микротрубочек. Кроме нейротубулина филаменты содержат сравнительно много акто-миозинподобных белков, особенно актина.. Растворимые „бёдки фила^еяхоа^ло хвоим~лдо&до.ам. близки к альбуминам. В состав нещофиламент.йв также входит "fig л да гён^ к бторы и _ мо же т бШтъГ удален™ с: "помощью люддзсздади, При изучении белков нейрональных филаментов мозга человека и животных (быка и крысы) была обнаружена видовая специфичность. В филамен-тах мозга имеется 3 фракции, причем у всех 1-я фракция составляет 90%, ее молекулярный вес примерно 5 • I04. Кроме того, в нейрональных филаментах имеются 2-я и 3-я фракции, молекулярный вес которых 1,1-105—1,5- 105. По молекулярному весу белки мозга человека и животных отличаются друг от друга, что, вероятно, можно объяснить видовой специфичностью. Что же касается нейроглии, то в ней обнаружена только одна фракция, средний молекулярный вес которой 4,9-105.

Нейpjr}.TyAy^jHH — ода^нз^дао^шее распространенных белков нервной ткани и важнейший ^белок микротрубочек, Его количество достигает 15% от суммы растворимых белков нервной ткани. В период формирования и увеличения размера мозга содержание нейротубулина еще больше. Так, например, ней-ротубулин, выделенный из мозга эмбрионов кур, составляет примерно 20% от всех белков мозга, причем полисомы эмбрионов кур мозговой ткани значительно интенсивнее синтезируют нейротубулин, чем полисомы поперечно-полосатых мышц, содержание тубулина в которых составляет около 5%, т. е. в 4 раза меньше, чем в мозгу. Следует отметить, что нейротубдуа

лин^ даже очшцешшй, ^ладаех^ф0?-ФЧкйй?31]9^ И -ЦР51?и.н.кй* назнби' активностью, так как эти ферменты, по-видимому, являются обязательными компонентами нейротубулина.

Нейротубулин является димером.г-в_его_состаа,входят2субъ-единицы:^«-тубулин и р-тубулиц. Молекулярный вес нейроту-булйнаУ выделенного из мозга человека и разных животных, определялся многократно. Для мономеров он составляет 5,0-104 и 6-104, соответственно молекулярный весдимера равен 1,0-105—1,2• 105. Эти колебания можно объяснить видовой специфичностью, способом выделения и очистки мономеров. В мо-

157

лекуле нейротубулина содержится около 1% углеводов,'поэтому его относят к гликопротеидам. ^ *

Нейротубулип является кислым белком, в его составе глутаминовой и аспарагш^ содержится около 20% от всех аминокислот, входящих в состав нейротубулинов. 'При изучении пептидного состава молекулы^ нейротубулина были использованы тубулины, выделенные из микротрубочек мозга куриного эмбриона и сперматозоидов морского ежа. При этом оказалось, что пептидная карта относительно сходна. Например, из 9 пептидов, входящих в молекулы а- и р-тубулинов, пять пептидов были идентичными. Это дало основание сделать вывод, что ту^^1шш_.являются относител^р^^ (конгернат^ян^^тл) (?елцамив~эвЬХ^ Наиболее высокое содержание н^йротубулин^ обнаружено в аксоплазме.

Характерной особенностью нейротубулина является его способных^ можно №htflm> поэтому,""что" не?!-' роту!булин в натийном состоянии находится в виде полимера. В состав полимеров входят 10—14 и более субъединиц, связанных между собой водородными связями, а также ван-дер-ваальсовыми силами и др.' Эти связи, как правило, непрочные, поэтому изменение температуры, давления, химические и дру-uie воздействия могут вызвать деполимеризацию нативного нейротубулина.

Процесс полимеризации и деполимеризации, очевидно, имеет большое значение в функционировании нейротрубочек при интактном состоянии животного организма. Достаточно полно он изучен в опытах in vitro, в которых использовался очищенный нейротубулин, обладающий фосфокиназной и протеинки-назной активностью. Поскольку процесс полимеризации связан с затратой энергии (28 ккал/моль нейротубулина), то в реакционную систему добавляли макроэрги (ГТФ, АТФ) из расчета на одну молекулу тубулииа не менее двух ГТФ. В реакционную смесь для активирования протеинкиназы вводили цАМФ и ионы Mg2+ и Са24*, присутствие которых также необходимо. Следует отметить, что к нейротубулину быстро присоединяются системы ГТФ^ГДФ, АТФ/АДФ. Установлено, что наиболее интенсивно происходит полимеризация при температуре ЗТС и рН 6,6—6,7. Об интенсивности полимеризации можно судить по включению метки в полимер. Если в реакционную систему добавить 3Н-тирозин, то через 3 мин после введения меченой кислоты в полимере нейротубулина можно обнаружить 7% метки от всей введенной меченой аминокислоты. При снижении температуры от 37 до 15°С отчетливо уменьшается интенсивность полимеризации, а при температуре 0°С наблюдается обратный процесс, т. е. деполимеризация нейротубулина. Интенсивность полимеризации, как правило, определяется по повышению вязкости с помощью визкозиметра и другими методами. Рассмотренные данные в опыте in vitro позволяют представить

158

ie условия, при которых протекает самосборка надмолекулярных образований и цитомикроструктур в аксоплазме, пре- и. постоинаптических образованиях. Эти процессы особенно интенсивно и постоянно протекают в нервной ткани.

Д. к то м и о 31И н ц о д Qjujmc болкн также можно отнести к сократительным белкам нервной ткани. Они мало исследованы и только в настоящее время начинают быть предметом интенсивного изучения. Актомиозинподобные' белки извлекались различными способами из целого мозга ai из разных отделов нераной системы. Особое внимание было обращено на извлечение их из развивающихся нейронов, из культуры нейронов и синаптических образование. При использовании электрофореза в полиакриламидном геле и додецилсульфате натрия удалось установить, что в развивающемся мозгу и в культуре нейронов содержание актинподобных белков достигает 8% от всех извлеченных белков, а миозинподобных белков — около 0,5%, у взрослых животных их содержание еще меньше. Установлено также

страница 50
< 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
(18.09.2019)