тор и отвечающего за активацию аденилат-"циклазы. Однако результаты этой работы не дают достаточных доказательств того, что с рецептором и с каталитическим белком связывались различные N-белки. Косвенные доказательства существования двух центров, представленные в ряде работ [70, 67— 69] и основанные на различиях в концентрационных зависимостях эффектов, в специфичности к различным гуаниловым нуклеоти-дам, в чувствительности к фосфолипазам, в реакции на удаление несвязанных эндогенных нуклеотидов, допускают альтернативную интерпретацию с позиции существования одного регуляторного центра. Альтернативная точка зрения обсуждается Левицким [71],. который предположил, что один регуляторный нуклеотид-связы-вающий центр может быть проводником воздействия N-белка как на рецептор, так и на каталитический белок. Он считает, что величину и скорость появления эффектов определяет не только срод-. ство гуанилового нуклеотида к N-белку, но и конформационные переходы и С-»-С*, которые могут протекать неодновре-

менно и относительно независимо друг от друга. В лаборатории Джилмана в опытах, проводившихся с высокогомогенным N-белком, пока обнаружен лишь один нуклеотид-связывающий центр [33].

Механизм проведения гормонального сигнала через мембрану с помощью аденилатциклазного комплекса

Суть цАМФ-зависимого проведения гормонального сигнала через клеточную мембрану состоит в изменении ферментативной активности аденилатциклазы в ответ на гормональный стимул. Очевидно, что передача сигнала осуществляется путем взаимодействия белков аденилатциклазного комплекса, а именно рецептора с N-белком и N-белка с каталитическим.

101

Передача гормонального сигнала рецептором

Взаимодействие рецептора с iV-белком, о котором упоминалось в предыдущем разделе, необходимо для передачи гормонального сигнала на ферментативный белок или, иными словами, для сопряжения рецептора с аденилатциклазой. Об этом свидетельствует абсолютная необходимость гуаниловых нуклеотидов для реализации воздействия гормона. Впервые это явление было обнаружено для стимулируемой глюкагоном аденилатциклазы печени [72], а затем подтверждено для большого числа стимулируемых гормонами и в последние годы для ингибируемых гормонами [73] аденилатциклазных систем. Иногда эффект гуаниловых нуклеотидов бывает трудно обнаружить из-за присутствия их в виде .примеси в препаратах АТФ [74] или вследствие наличия эндогенных нуклеотидов в мембранах. Роль гуаниловых нуклеотидов показана in vivo, когда искусственное уменьшение концентрации ГТФ внутри неразрушенных клеток уменьшало величину пика цАМФ в ответ на гормональный стимул [75]. В клетках лимфомы сус~ отсутствие функционирующего VV-белка приводит к отсутствию гормональной чувствительности аденилатциклазы, хотя в этих клетках есть и рецепторы, и каталитический белок [69]. Лимбирд с сотр. [76] показали, что в созревающих ретикулоцитах крыс одновременно с потерей способности агониста стимулировать образование комплекса /V-белка с рецептором уменьшается чувствительность аденилатциклазы к катехоламинам и к GppNHp.

В настоящее время в общих чертах уже определены факторы, способствующие сопряжению или диссоциации рецепторного и регуляторного белков, и описаны некоторые изменения, происходящие с молекулой рецептора под воздействием этих факторов. Для р-адренергических систем показано, что, в отличие от антагонистов, агонисты способны переводить часть р-рецепторов из состояния низкого сродства в состояние высокого сродства к аго-нисту [77]. Гуаниловые нуклеотиды обратимо переводят эту популяцию р-рецепторов снова в состояние низкого сродства, и одновременно происходит вызванное гуаниловыми нуклеотидами увеличение активности аденилатциклазы [12, 37, 69]. В присутствии антагонистов гуаниловые нуклеотиды не изменяют сродства рецептора [69, 78, 50].

Иными словами, состояния р-рецептора с разным сродством к агонисту могут обратимо переходить одно в другое под воздействием эффекторов аденилатциклазной системы. Неэффективные соединения (напротив, антагонисты) таких переходов не вызывают. То же показано для а-рецептора в системе с ингибируемой аденилатциклазой [79].

Перечисленные факторы послужили толчком к формулированию модели «динамического сродства рецепторов» в лаборатории Лефковитца [80]. По этой модели сопрягаться с аденилатциклазой путем взаимодействия с jV-белком может только р-рецептор, находящийся в строго определенном состоянии R*. Это состояние

102

характеризуется примерно в 10 раз более высоким сродством к агонисту, поэтому R* занят гормоном (Я) и комплекс R*-H медленно диссоциирует. R* — долгоживущее состояние рецептора, оно возникает только после взаимодействия рецептора с агонистом и существует до момента связывания гуанилового нуклеотида с W-белком, после чего рецептор переходит в исходное состояние R. Таким образом, индукция формирования комплекса R*—Н является фундаментальным свойством агонистов р-рецептора, антагонисты такой способностью не обладают.

Реальное существование комплекса R*—Н показано для различных р-адренергических систем [76, 78, 80—83], для дофаминового [84] и глюкагонового [85] рецепторов. Формирование этого комплекса происходит также при взаимодействии проста-гландина Ех с а-рецептором тромбоцитов человека [40], в случае мускаринового рецептора [86] и дофаминового рецептора D2 передней доли гипофиза [87], т. е. в случае ингибируемых аденил-атциклазных систем.

Чем различаются два состояния рецептора — R и R*? Возможно, что это две разные конформацни одной и той же белковой молекулы. При переходе р-рецептора в состояние высокого сродства ряд исследователей наблюдали повышение реакционной способности SH-группы [50, 88, 89]. Повышения реакционной способности SH-группы не наблюдалось в клетках с нарушенным механизмом передачи гормонального сигнала (сус~ и UNC) [50]. SH-группа была также необходима для осуществления отрицательного эффекта гуаниловых нуклеотидов на связывание [125J]-глкжагона глюкагоновым рецептором печени [70]. Однако более существенные данные о структурных характеристиках R* и R отсутствуют. Ничего не известно также о химизме взаимодействия комплекса R*—Н с N-белком, о локализации этого взаимодействия в мембране. Временные характеристики формирования, существования и разрушения комплексов R*—Н и R*—Н—N также почти не изучены, хотя работа Цитри и Шрамма [88] по кинетике активации N-белка при взаимодействии с р-рецептором эритроцитов индюка свидетельствует о возможности длительного существования комплекса R*—Н и, следовательно, о возможности взаимодействия с несколькими регуляторными белками.

Имеются данные о том, что ионы Mg2+ участвуют во взаимопревращениях двух форм рецептора. На р-рецепторе и простаглан-диновом рецепторе эритроцитов лягушки [82], на р-рецепторе клеток S49 [81] и на а-рецепторе тромбоцитов [79, 90] было показано, что свободные ионы двухвалентных металлов, особенно Mg2+, в физиологической концентрации увеличивают сродство рецептора к агонисту на порядок, а ГТФ вновь снижает его. В отсутствие Mg24- влияние гуаниловых нук