Osnovy_biokhimii_Uayt_tom_3 (1123311), страница 54
Текст из файла (страница 54)
Тропомиозии находится в жел б р .. жд семь пар мономеров 0-актина приходится по о ной жело ке актниовой .ле тропомиозина и тропоннна. (гтихдзу Н. Еп 1! 1 Г еип а 1оп о Мпзс!е Гипсу у,, " . з е ! ап . !атз 1-Опап1апсе, ебз., ТЬе Тгороготоз1п — Тгоуоп1п р 319 1п У. Нз1ей 6 ь 0 аз!а о! Меп!Ьгапо Гппсцоп. Асабепнс Ргезз, 1пс., Нем уогк, 1976.) М. МЬПИЦА !407 Л= 0,05 с~ Оз РР т Р; М-Апр и; ° 10' с' 10 с Л =11 с! А м.дтр А М АМАОР Р.
о ® ! ! Атр АЮР+Рг ! ! о Рис, 36.7. Кинетнка системы миозиноной АТРазы, Последовательность 1, 2 и а — стадии гидролнза АТР н отсутствие ангина. Последовательность 5, 7, 2, 4 и 5 в стадии гидролиза в присутствии ангина. Константы скоростей указаны тольао для прямых реакций, А в антин; м — миозич. Ггау1ог 76 67., Аппо.
нет. В1оспепг., 41, 677 †6 119721.1 Эта гидролгггическая реакция не является, однако, абсолютно необходимой, поскольку О-актив, освобожденный от АТР, также способен к полимеризацин при оптимальной ионной силе. В то же время Г-актин более стабилен в Ркзмплексе с АГ1Р. Скелетные мышцы содержат в два раза больше (по массе) миозниа, чем актина. Другие органы, а также клетки организмов примитивных видов содержат, напротив, намного больше актнна, чем миозина. Актии часто находится в клетках в виде тонких фнламентов, не образующих строго упорядоченных структур.
Простой способ идентификации актина — зто добавление раствора НММ-Ьь Головки НММ-Ьг присоединяютсн к актиновым филалгентам подобно наконечникам стрел, как бы декорирул фила- менты. Р-актин присоединяет НММ-фрагменты плп ннтактный миознн таким же образом, как он связывает Вь Связывание, как полагают, осуществляется в той области головки молекулы миозина, в которой находятся лве сульфгидрнльные группы. Все молекулы Сг-актива в составе Г-актина доступны для ьзаимодействия с миозином. При смешивании Р-актива и миозипа быстро освобождается АПР, почти в стехиометрических количествах. Это обусловлено тем, что, как показано на схеме рис. 36.7, рсакцин Л+ М А11Р Р; — ь ЛМ Л17Р-Р; — ь АМ+ АРР+ Р; !ч.
жндкля средА орглнизмА протекают значительно быстрее, чем спонтанная диссоциация АРР и Р, из комплекса с миознном г М АВР.Р, М+ АРР+Р; Лктпн ускоряет общий каталитический процесс в 300 — 400 раз; это обусловлено различием констант скоростей реакций 5 и 3, лимитирующих общую скорость гидролнза. Реакция 8, гидролиз АТР на актиномнозине (Л.М АТР), является чисто гипотетической, поскольку реакция 7 (диссоциация актина вз комплекса актнн— мнозин — АТР) протекает слишком быстро, чтобы «успела» осуществиться реакция о. 36Д.2Л.
Трономмозин Лктпновые фнламепты из всех пзвестных источников всегда содержат тропомпознн (М около 70 000), палочковидная молекула которого имеет длину примерно 41 нм. Тропомиозин состоит из двух непдентнчных а-спиральных полипептидных цепей, закрученных друг относительно друга. Эта сравнительно жесткая молекула располагается в желобке спиральной цепочки Р-актина (рис. 36.6); ес протяженность соответствует семи С~-антиповым мономерам. Частый тропомиозин легко присоединяется к Г-актнновым фила- ментам.
36ЗК2.2. Трононмн Третий компонент тонких фнламентов — тропонин (Тн; М около 76 000) — представляет собой сферическую молекулу, состоящую из трех различных субъединиц, получивших названия в соответствии с выполняемыми нмн функциями: тропомиозинсвязывающей (Тн-Т), ингибнрующей (Тн-1) и кальцпйсвязывающей (Тн-С). Каждый компонент тонких филаментов соединяется с двумя другими нековалентнымн свнзямн: Г- о«чин- иранам наоми ' Тропомпозннсвязывающая субъединица Тн-Т (М 37000) образована одиночной полипептвдной цепью, содержащей 259 аминокислотных остатков, последовательность которых установлена.
Отрицательно заряженные остатки локализованы в Х-концевой 36. мыпшА 1409 половине молекулы, а положительно заряженные — в С-концевой. Поскольку в молекуле имеется избыток (9) положительно заряженных остатков, ее изоэлектрическая точка (р1) равна 8,8. Тн-Т прочно связывается изолированным тропомиозином и тропомиозин-Г-актиновым комплексом; благодаря этому происходит присоединение Тн-1 и Тн-С к комплексу Г-актин — тропомиозин; оно зависит от [Са'+); см.
ниже. Цепь Тн-1 состоит из 179 остатков, Актннсвязывающий центр локализован, по-видимому, в области участка, содержащего основные аминокислоты (102 — 135); связывание же Тн-С происходит в области (ч-конца. Функция Тн-1 состоит в предотвращении взаимодействия миозиновых головок с актином; в результате блокируется как связывание, так и АТРазиая актнвность.
Тн-1 проявляет такое же действие на Г-актин, как и сам тропонин. При адекватных [К+~, ~[Мф+~ и [Тн-11 происходит полное торможение АТРазы. Трапопин С, Са~+-связывающая субъединица (М 18000), образован полипептидпой цепью, состоящей из 159 остатков. Это кислый компонент тропонина; низкое значение р1 этого белка, равное 4,1, обусловлено наличием большого числа остатков аспарагиновой и глутаминовой кислот. Тропонин С вЂ э единственная субъединица, иссушая центр связывания Са'+. Чистый препарат Тн-С имеет шесть центров связывания двухвалентных катионов: два для Мф+, два для Са'+ и, кроме того, сше два центра, за которые конкурируют указанные ионы.
В интактном тропониновом комплексе, включавшем все компоненты, имеются четыре Са~+- связываюших центра, характеризуюшнеся К=5 мкМ. Последовательность амипокислотных остатков Тн-С сходна с последовательностью парвальбулшна, Сах+-связывающего белка из мышц рыб (который не является составной частью миозин-актиновой системы), и последовательностью Сиз+-связывающих щелочных легких цепей миозиновых головок Вь Молекула трзпонинового комплекса (Т+1+С) фосфорилнруется ЛТР при действии сАМР-зависимой киназы. При этом происходит фосфорилирование серина в субьединице Тн-1.
В результате увеличиваются сродство комплекса к Саа+ и амплитуда обусловленных связыванием Са~+ конформационных изменений. В нормальной мышце, где все рассматриваемые компоненты собраны вместе иа тонком фнламенте, как показано на рис. 36.8, тропомиознн блокирует присоединение миозиновой головки 5| к находяшемуся рядом С-актиновому мономеру. Появляющийся Са~+ быстро связывается с Ти-С; это приводит к значительному конформационному изменению белка. Последнее увеличивает степень взаимодействия между субъединицами тропоннпа, ослабляя одновременно связь между Тн-1 и Г-актином. Это в свою очередь приводит к латеральному перемешению молекулы тропомиозина по желобку тонкого филамента.
В результате «открывается» мио- гш жидкая спела ОРГАнизмл 14!О Рис. 86.8. Взаимодействия в комплексе актнн — тропомиозии — мнозин Бь Положение тропомиозива (ТМ) в активированном состоянии обозначено сплошной линией, в состоянии расслабления — прерывистой. Очевидно, каким образом тропомнозин может блокировать образование поперечного мостика. На рисунке приближенно сохранены соотношения размеров компонентов; диаметр мономера О-актива 2,4 нм. 1Них1еу Н. Б., ахеян!абоп оЕ Мнзс1е Гнпс11оп Ьу Тгорошуоз1п— Тгороп1п, р.
322, 1п У. Нагей апб 1.. О1атаМ-ОЬап1апсе, ебз., ТЬе 81гнс1пга1 Ваз1с о1 МешЬгапе Гнпс11оп, Асаб. Ргезз, 1пс., Хетв Уог1г, 19тбй зинсвязывающий центр на поверхности актина. Следует отметить, что, в то время как чистый миозин является К+-АТРазой, а комплекс актин — миозин — Мдз+-ЛТРазой, свойства полного актпн— тропомиознн — троповин-мнозинового комплекса характеризуют его как Сат+,Мйз+-АТРазу.
36.1.3. Сокращение Сокращение инициируется приходом потенциала действия на концевую пластинку двигательного нерва 1рис. 37.3). Этот потенциал переносится затем через сннапс в результате освобождения ацетилхолина; последний связывается с постсинаптическими ацетилхолиновыми рецепторами, очень сходными с таковыми в нервах и злектрических органах Тогредго 1разд. 37.1.2.2). Затем потенциал действия распространяется вдоль сарколеммы, в которой в большом количестве содержится Ха+,К+-ЛТРаза 1гл. 11), и далее к поперечным трубочкам Т-системы, по которым он распространяется с помощью такого же механизма, поскольку эта система также обогащена Ха+,К+-ЛТРазой.
В области Х-линии поперечные трубочки образуют впячивання внутрь мышечного волокна и охватывают каждую мнофнбриллу. Здесь онн вступают в контакт аа. мышца Рнс. 36.9. Скольжение филаментов в процессе сокращения. а — состояние покоя: б — умеренное сокращение; а — максимальное сокращение; толстые филаменты контактируют с Х-линиями.
Структура толстых и тонких филаментов прелставле- на на рис 36.6 и 36.6 соответственно. с цистернами саркоплазматического ретикулума (рис. 36.11. Природа передачи сигнала от поперечных трубочек на цистерны ретикулума пока не ясна. Известно только, что при поступлении сигнала цистерны начинают освобождать находящийся в ннх Сат+.
Концентрация Сат+ в мышечном цитозоле, составляющая 1О нМ в покоящейся мышце, быстро достигает 1О мкМ, что вполне достаточно для обеспечения всех центров связывания Са'+ на Тн-С. Генерация силы„ или укорочение, обусловлена характером взаимодействия между лптознном и актнном. До сих пор нет достаточных экспериментальных данных, позволяющих сделать выбор между несколькими предложенными гипотетическими механизмами. Наиболее приемлемой в настоящее время является модель весельной лодки.
Согласно этой схеме, на миозиновом стержне имеется подвижный шарнир, возможно на участке, наиболее доступном 17' ИА ЖИДКАЯ СРЕДА ОРГАНИЗМА 141з для дейсгвия трипсина (рис. 36.4); при связыванип глобулярной головки мнозина соответствующим экспонярованным участком актнна происходит поворот в области шарнира. Именно такие повороты, происходящие одновременно в многочисленных участках взаимодействия миозина н актина, являются причиной втягивания актиновых фнламентав в Н-зону. Здесь они контактируют илн (при максимальном укорочении) даже перекрываются друт с другом, как это изображено на рис. 36.9.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
