Biokhimia_T3_Strayer_L_1984 (1123304), страница 74
Текст из файла (страница 74)
Нервный импульс запускает высвобождение Са2+ из саркоплазматического ретикулума. Далее ионы кальциясвязываются с тропонином, что инициируетсерию конформационных сдвигов, разрешающих в итоге взаимодействие актинаи миозина.Актин и миозин - эволюционно древние280Часть V.Молекулярная физиологиябелки, о чем свидетельствует тот факт, чтоони содержатся уже в слизистых грибах.В сущности, эти белки участвуют в сократительной активности практически всех эукариотических клеток. Особенно распространен актин, образующий микрофиламентыдиаметром около 70 А.
Микрофиламентыучаствуют в разных видах клеточной подвижности, например в миграции клетокв ходе развития, ретракции кровяного сгустка тромбоцитами, передвижении макрофагов к поврежденным тканям. Сокращениеворсинок щеточной каемки кишечного эпителия опосредовано взаимодействием нитейактина с биполярными нитями миозина; последние в эпителиальных клетках кишечника меньше по размеру и содержатся в меньшем относительном количестве по сравнению с мышцами. Цитохалазин и фаллоидинтормозят те виды клеточной подвижности,которые связаны с агрегацией и диссоциацией нитей актина.
Цитохалазин ингибируетсборку, а фаллоидин - распад микрофиламентов.В клетках эукариот имеются микротрубочки, которые поддерживают архитектуруклетки, а также участвуют в сократительнойактивности. Микротрубочки представляютсобой полые фибриллы диаметром 240 А;они построены из тубулина. Реснички и жгутики клеток эукариот содержат девятьдвойных микротрубочек, окружающих двеодинарные. Между внешними парами микротрубочек имеются поперечные мостикииз динеина - белка, обладающего АТРазнойактивностью. Индуцированное динеиномскольжение прилегающих пар микротрубочек относительно друг друга вызывает изРЕКОМЕНДУЕМАЯЛИТЕРАТУРАС чего начатьHuxley H.Е., 1965.
The mechanism ofmuscular comtraction, Sci. Amer.,213(6), 18-27.Cohen C., 1975. The protein switch ofmuscle contraction, Sci. Amer., 233(5),36-45.Murray J.M., Weber A., 1974. Thecooperative action of muscle proteins,Sci. Amer., 230(2), 59-69.Lazarides E., Revel J.P., 1979. Themolecular basis of cell movement, Sci.Amer., 240(5), 100-113.Satir P., 1974.
How cilia move, Sci.Amer., 231(4), 44-52.Dustin P., 1980. Microtubules, Sci.Amer., 243(2), 66-76.КнигиCold Spring Harbor Laboratory, 1972.The Mechanism of Muscle Contraction,ColdSpringHarborSymposia on Quantitative Biology,vol. 37. (Выдающийся сборник статей, посвященных структуре мышечных белков, механизму возникновения силы сокращения, системамрегуляции,саркоплазматическомуретикулуму, миогенезу, а также сократительным белкам немышечныхтканей.)Goldman R., Pollard Т., Rosenbaum J.(eds.), 1976. Cell Motility, Cold SpringHarbor Laboratory.
(Содержит многопрекрасных статей, посвященныхмикрофиламентам и микротрубочкам и их роли в клеточной подвижности.)Inoue S., Stephens R.E. (eds.), 1975.Molecules and Cell Movement, RavenPress.Hatano S., Ishikawa H., Sato H. (eds.),1979. Cell Motility: Molekulas andOrganization, University Park Press.Sugi H., Pollack G.H. (eds.), 1979.Cross-bridge Mechanism in MuscleContraction, University Park Press.гиб реснички или жгутика; этот механизмлежит в основе биения ресничек и движенияжгутиков.Ингибиторомподвижности,опосредованной микротрубочками, служитколхицин, который блокирует их полимеризацию.Мышечное сокращениеHuxley H.E., 1971.
The structuralbasis of muscle contraction, Proc. Roy.Soc. London (B), 178, 131-149.Haxley A.F., 1975. The origin of forcein skeletal muscle, Ciba Found. Symp.,31, 271-290.Harrington W.F.,1979. Contractileproteins of muscle. In: Neurath H. andHill R. L. (eds.), The Proteins (3rd ed.),vol. 4, pp. 245-409, Academic Press.Adelstein R.S., Eisenberg E., 1980. Regulationandkineticsoftheactin-myosin-ATP interaction, Ann.Rev. Biochem., 49, 921-956.Hill T.L,1977.FreeEnergyTransduction in Biology, AcademicPress. (В гл.
5 дано ясное описаниетермодинамики мышечного сокращения.)Huxley H.E., Farugi A.R., Bordas J.,Koch M.H.J., Milch J.R., 1980. Theuse of synchrotron radiation intime-resolved x-ray diffraction studiesof myosin layer-line reflections duringmuscle contraction, Nature, 284,140-143.Adelstein R.S. (ed.), 1980. Symposiumonphosphorylationofmusclecontractile proteins, Fed. Proc., 39,1544-1573. McCubbin W.D., Kay C.M.,1980.Calciuminducedconformationalchangesinthetroponin-tropomyosin complexes ofskeletal and cardiac muscle and theirrolesintheregulationofcontraction-relaxation, Ace. Chem.Res., 13, 185-192.Роль актина и миозина в клеточнойподвижностиКоrn E.D., 1978.
Biochemistry ofactomyosin-dependent cell motility (areview), Proc. Nat. Acad. Sci., 75,588-599.Clarke M., Spudich J.A., 1977. Nonmuscle contractile proteins: the role ofaction and myosin in cell motility andshape determination, Ann. Rev.Biochem., 46, 797-822.Tilney L.G., 1979. Actin, motility, andmembranes.
In: Cone R.A.andDowling J.E.(eds.),MembraneTransductionMechanisms,pp. 163-186, Raven Press.Lin S., Lin D.C., Flanagan M.D., 1978.Specificity of the effects of cytochalasinВ on transport and motile processes,Proc. Nat. Acad. Sci., 75, 329-333.Brown S.S., Spudich J.A., 1979. Cytochalasin inhibits the rate of elongationof actin filament fragments, J.
CellBiol., 83, 657-662.МикротрубочкиKirschner M.W., 1978. Microtubules:assembly and nucleation, Int. Rev.Cytol., 54, 1-71.Margolis R.L,Wilson L., 1978.Oppositeendassemblyanddisassemblyofmicrotubulesatsteadystate in vitro, Cell, 13,1-8.Amos L.A., Baker T.S., 1979. Thethree-dimensional structure of tubulinprotofilaments, Nature, 279, 607-612.Summers K.E.,Gibbons I.R.,1971.ATP-induced sliding of tubules intrypsin-treated flagella of seaurchinsperm, Proc. Nat. Sci., 68, 3092-3096.(Описаны остроумные опыты, показавшие, что волнообразное движение обычного жгутика возникает какрезультат индуцированного АТРвзаимодействия между прилегающими парными трубочками.)Haimo L.Т., Telzer В.R., RosenbaumJ.L., 1979.
Dynein binds to andcrossbridges cytoplasmic microtubules,Proc. Nat. Acad. Sci., 76, 5759-5763.Sturgess J.M.,Chao J.,Wong J.,Aspin N., Turner J.A.P., 1979. Ciliawith defective radial spokes: a cause ofhuman respiratory disease, New Engl.J. Med., 300, 53-56.Промежуточные нитиLazarides E., 1980, Intermediate filaments as mechanical integrators ofcellular space, Nature, 283, 249-256.ГЛАВА 35Действие гормоновГормоны - этохимические посредники,координирующие активность различныхклеток многоклеточного организма.
Термин «гормон» был впервые использованв 1904 г. Уильямом Бэйлиссом и ЭрнстомСтарлингом(WilliamBayliss,ErnestStarling) при описании действия секретина - вещества, секретируемого двенадцатиперстной кишкой и стимулирующего выделение сока поджелудочной железы. Изэтой работы вытекала очень плодотворнаяконцепция, а именно, что 1) гормоны - этомолекулы, синтезируемые специфическимитканями (железами); 2) гормоны секретируются непосредственно в кровь, котораяи доставляет их к месту действия; 3) гормоны специфическим образом меняют активность определенных чувствительных тканей (органов-мишеней или клеток-мишеней).По своей химической природе гормоныочень разнообразны.
Некоторые, напримерадреналин и тироксин, представляют собойнебольшие молекулы, производные аминокислот. Другие, в частности окситоцин, инсулин и тиреотропин (тиреотропный гормон),- полипептиды или белки. Третья группа гормонов - стероиды, производные холестерола. В настоящее время выяснен молекулярный механизм действия ряда гормонов. Установлено, что гормоны оказываютспецифическое действие тремя путями:1) воздействуя на скорость синтеза ферментов и других белков; 2) изменяя скорость ферментативного катализа; 3) изменяя проницаемость клеточных мембран.Любопытно отметить, что ни один гормонне является ферментом или коферментом.Напротив, действие гормонов сводитсяк регуляции уже существующих процессов.282Часть V.Молекулярная физиология35.1. Открытие циклического АМР посредника в действии многих гормоновВажнейшее достижение в изучении механизма действия гормонов связано с именем Эрла Сазерленда (Earl Sutherland).Первоначальная цель его работ, начатыхв 50-х годах, состояла в том, чтобы выяснитьмеханизмдействияадреналинаи глюкагона на распад гликогена и образование глюкозы в печени.
Сазерленд избралэту систему, во-первых, потому, что указанные гормоны оказывают очень значительное и воспроизводимое действие нараспад гликогена. Во-вторых, этот эффектразвивается в течение нескольких минут. Втретьих, срезы печени нетрудно получитьв большом количестве. В-четвертых, биохимия распада гликогена уже была достаточно хорошо изучена (гл. 16). ФактическиСазерленд начал свои исследования механизма действия адреналина и глюкагонав лаборатории Карла и Герти Кори (CarlCori, Gerty Cori).На начальном этапе работы он стремился выявить ту ферментативную реакциюв процессе превращения гликогена в глюкозу, которую усиливали эти гормоны.Для этого срезы печени инкубировалив присутствии 3 2 P i и определяли, в какиепромежуточные соединения включаласьметка.
Оказалось, что ферментом, лимитирующим скорость процесса расщеплениягликогена, была фосфорилаза, а не фосфоглюкомутаза или глюкозо-6-фосфатаза.Более того, адреналин и глюкагон увеличивали активность фосфорилазы. Однакомеханизм активации был неясен. ДалееСазерленд обнаружил фермент, катализировавший инактивацию активной фосфорилазы. Этот инактивирующий фермент оказался фосфатазой; напрашивалось предположение, что активация фосфорилазы обусловлена ее фосфорилированием. Действительно, при инкубации срезов печени с 3 2 Р iобнаружилось, что скорость включенияРис. 35.1.Электронная микрофотография соматотропной клетки гипофиза. Гормон роста (соматотропин) накапливается в электронноплотных гранулах, четко видных на микрофотографии.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
