А.Г. Глебович, А.А. Каменский - Фундаментальная и клиническая физиология (1128368), страница 65
Текст из файла (страница 65)
Мьииечньи. клетки содсрл<зт вторую, огличакнпуюся Са '-ЛТФззу, тра(сцортируюи(ую Сз из цитозоля и >н>лость саркоилазматичсского ргтикулума, ниутрилчеточиой структуры. которая иакапливае!. и хранит ионы Сзт' (рнс. 10.18). Гзркоилазмзтический р(.гикулум 2~ и е>о Са -насос очень важны лля сок()а>3((н(35! и релаксации мьши!.
Ос>к)(х>жд(>ни( ионов Са из саркоп. мзмз).ического ретику;>ума в цитозоль мьиигчцой клетки пызыва(т сокрщцение, а быстро( удаление ионов Саги из питозоля Са'-насосом расслаб.и.ии( мьинц. Кальциевый насос в мышцах. 11ос«ольку мыикч- 2( ный Са -насог с(>ставляет более чем 80 "ь интегральных протеинов в мел(бране саркоплз,>мзп(чески(т) 1>етн- КУЛУЛШ. ЕГО ЛЕГКО ВЫДГЧнт>к ОЧИСтнтЬ И ОХаРаКтСРИЗО- вать. Одино шый трзнсмембранный <2-3>оли(3(3>т<<д с молекулярным вссол( (МВ) 100000 облад;>от акп(вностък> Га -Л1Фазы н транс>юртирует двз иоиз Са при п<дролизе одной л(олекулы ЛТФ до А,(Ф, причем 2>( для формирования комплекса с ЛТФ гребу< тся Мд (В большей части ферменгативных реакций.
и которых ЛТФ ш рвет роль донора фосф па. учас ! ву(т активная форл>а Л'! Ф. а илн нио комплекс Мдт -ЛТФ.) Функции и лаже существ<нщиие !)-суб) ье><3)ниц>я спорны. Крайн( высокая аффиниость центров связывания зтого фермента для ионов Са (К„, = 10 ' М) нз иоверхнос)и, обрап(сивой в питозоль, позволяет ему очень зффскп(вно связывгп ь и транспортировать Сз из цит<>золя, гд( концентрация сноболиоп> Га находится в диапазоне от 1О ' М (покоящиеся клетки) до более чем 10 М (сОкрди(2(кнцзяс>3 кле!кз), В полость гзркО.
плазматич(ск<но ретикулума, >де общая коиц<чпрация гг Са может бь)ть высокой, д<ктигая 10 ' М. Лктпвность мышечной Са -АТФззы ре<ллтирустся коппс)прщшеи свободного Са '. Если о<13 коицшпрзция станови.гся акая ив<йентрации Сат'. л„. Первично ектвеный трансгюрт' ...
2> ДиФФузия через' ионные 'квнвль! Рис 10.10 Локализованная в мембране саркаплазмвтического г г ретикулума клеток Са -АТФаза транспортирует Са из цитозалл в лопасть саркаллазмегическага ретикулума против градиента концентрации. По градиенту Са" выходит благодаря диффузии через ионные каналы ,'..$$Е-;. РАЗДЕЛ и. Общая физиология возбудимых тканей ) (.)шиком пьноы>й. гкорость;акз'инаиия Сз увслнчнпа(7(я до '<сх )нц), пока < и) к013ц(>ГГрзиия ис с!Ии'!' м(иьин чем!ОКМ. Концентрация гвободного Сд щ(утри саркоплззлщтнчсско(о ретикулумз.иа игп.и ио меныие, ичи сто общю! Конца(транш>, максимзлыш равная 10 ' М.
7!353! рк-(ВО)н>мых и РОГ(>и на В п(>л<>стях Веди ку ! сзрко(ш(ымнпгню«ого р<'! икулумз связывщ<п ноны ( з ". Один, к(щьссквсстрин (гз!Ы(ркьипн) (МВ (й!000), с гильно Выраж( ни(ями киглотными свой<паз)ш: 37 Чь его остатков:по а! Парагииовзя (зьрзг(и зси!) и глутами)юная кигло! ы (й)!Н(зшн' асн!). Кзм(лзя мо.икула кальс< к!>егтрниз гвязынаст 133 ионз Сз ' < в(>личиной К„„ Пример)и> равной 1. 10 ' М. Второй высокизффииньи! Сагвядывакиций И1н>гсин — нме< 7 бо и е иизкщо < Валснт3(О('Гьь л>(я ИОНОВ (.3, )н) Г5Ы( Ок< к> д(1)финносп (К<=.3 10 ь 4 П) " М) ио(равнсншог кзльсскв(ттршкв!.
!акис ирогсииы работают кзк рсирвуары для внутрнк!Сгочн<яо Сз', снижая концептрацик> гвоболных ионов Са в везикулах саркоплззматического !Нч иктл) мз и сои гш (гтв< и и<) ) м<ньиая,нк рп!К>, н«>бходнмук> для,акзчин(шия ионов Са Внутрь:пнх ве. Викул из ннтозоля.
Кальциевый насос в нлазматической мембране. Плазмап! нская мсмбршш жив(пиых,,(рожжсвь!х ), 33, ВОЗМОжиО, !Нцтитсльных к>ПТОк СОлсржит Са ЛТФадь(, к<порьц грзнсиортнру>от иоиь! Са ' н.> цито,ю.>я во и)кклсточный раствор. Во многих случаях ак'! ив>к)Гть .) ! их ((к !жи нтОВ стим) ли рустся ИО35ышщинм в цигодолг сщми>д(пш> Са ', вызвзшюи>, изирим(р, гирмо)шой стимуляци('й.
( Вязьищкиций калым>й регуляторный прот< ии кальмодулин (са!Вии!н!ш) являеп я (ущсгт венной г> бьсдиинцсй Сз -ЛТФззы:>ритроцита и других Сз'"-Л'! Фад иладл)атнч(ской мембраны. Полчкм в ц(подо.!ьиом ('а нрнволнт к связываинк> ионов( а с кзчьмодулшнж>.
когорь!й:аиускасталло. > ст<'ри ич к(до щп'ивиост'ь Са -Л ! Фазы. Как результат зпш), зксиорт иошщ ба из к!(тки )скор>нтся и вос( ш!щзлинщпся исм>лио (шзкзя кои(к итраиия свободин о ( з' н шпозолс (пример!Н> 1. 10 "М). Молекулярный механизм работы Сам-ЛТФаз. Ме ханнзм !Ы(юп! Са -Л! Фазы в мембр;ше саркоилззмати нткого рс! Ику.!ума в изстоящ< с вр(мя хорошо нзвс(-Гсп во Всех .(сп(!Нх.
(к)с кочьку можно бы.(о ндолиро()з>ь <ти 3!ъзырьки. Ои вк <к)чщ т в <>СОЯ н(Сколько зтаИОГ3, ПРОКО;(я!Них 35 Он!Хлс.к 3ин)й !И)с.нчн>Вателыи>сти (1шс. 10.! 9). Когда Протеин изхо>(и!Ся В (юхолной коиформац(ш Е1, сначала один и з>гп"м второй иои Са ' свядьи>аются с вькокозф<!Ниии (ын (К„, =- 1О ' К!) у'щетками иоверхносп! Протеина, обрщиеииой в с горону цнтодояя (>хин 1), П(и>ы !)!й' и влияк>т нз связыв;шис нанон 1~ Сз', и(к кильку сродство к Сз" у цап ров связьнаиия в 30 тыс. Раз вьин(. чем у Мй '.
П<к к свящшания ионов Са', М15>"-Л'! Ф свюывасггя с Круп(х! оирслс'(синь(м у астк<>м !К>верю(ости нро- 7(ши, обращешшй пс!ороиу цнтозоля(К„.=2 10 'М) (:>тзп 2). В иигшспюй к.Иткс лини очень иешачитель. )кк' ко шчс( гво Л'!'О) и ЛПФ солср)к!птя в виде ( вобол- иых зииоиов. Е) основном .>ти со(дписш!я ирсдстзвлсны комплексами Мй'-Л'! Ф и Мй)"-ЛПФ. При зп>м сро)щтво Мл) к ЛТФ в 10 рзд нревьиизш сродство к ЛДФ Таким обр>()ом, оба лигзнда (иоиь! Са и комнл(кс Мд) ЛТФ) ирнс<ктцш< ны к разным це(прзм )а иощрхиосп( моику)ы протеина, обрап(синий В гтирону цит<юоля.
1!Изк<н диачсши. К„, и(ин>В Са (К„,, = 1О ' М) свидетс>и>гтву(т о том, что дзжс ири шыкой кош(си7- ра!(ии ионов Са);ша ип ельная часть их будет связана с )асО( Ом. Одноврсм(ш)о<.' пр3!с) 7(тщи' 31>! своих мсстдх сВязыВаиня ионов Сз и Мй '-ЛТФ (.)тзп 3) .а)О<екает слсдукмций лтап гилролид ЛТФ. При.пом огвобождсиный фосфат (концевая фисфзтн ш гр>пиа в ЛТФ) Пер( носится от Л ! Ф к кзрбоксил Иной группе остатка зсиарагииовой кислоты ир<псниз (фосфорилировщшс белка ио карбокси.(ьнон груни( (кпзрзп!Новой кислоты), формирхя высоко)нсргстн !Сскую ацнлфосфатиу>о связь.
! !роисходит образовашк фосфоричировю(- ного ирогсниа (или фсрмситфосфа>-ного комплекса), отмгчсиноги как Е1-Р (;.паи >!Л). Па з(ом зтапс, однако, возможно обратное ирсобрззовшше ЛДФ в ЛТФ. Коне гзн> а К„, образоващиегося Л,(Ф с ферме(пф(хф и. нь(м комп. и ксом (Е 1-Р) составлю г Примерно 3. 10 ' М п !0)з)пич(ски совизласт с коистю(той К,,, связынз!шя ЛТФ г ферментом (К„, = 2 10 х М). >(ру)ими словами, больших затрат или выигрыша в:н!< рп(и ирн Переходе кс>милскса протгша г Л'! Ф в комилскс протеина с ЛДФ не ироисхолнт. Свиболнзя:нп ргия гидр<к)!<Пз ЛТФ (около (!О кДж иа 1 М ) потратилась >а образование ком пл< к( а Е1- Р (фогфорилн рова нис ферме! (тз) с высоко >игр)стичсской ацилф<юф иной связью (символ <- Р» обо начат высоко >и(р! с! Ичсскук) ацилфосфатную связь).
Таким образом, гвязь ф<х фата и фосфорнлированном белл( тзкж< бк)гзтз эисрпи и, ко)орзя высвобождается при (ч гидро.шзс. Фо((!Х>рилировзние Прот! ниа.аиускаш Преобразование !'.1 в Е2. (Протеин меи>и г се<Но коиформзци(о, н .>то дзот водлюжнос и обозначить комплекс как Е2-Р. Подразумевая, что 1'.2 1!о сравнс(н)к) с Е1 ил!ест дру(х к> коиформацшо.) ! !р(як сс изменения конформзции 1)ро'гсина происходит мпкикнио после гго фо<фори.шроваиня. Потгому мы называем зтот:>тап кзк .>таи 3!х нь!дсляя < го д чя чучшего пои имзння процесса. 3)то измен<*ни( к(а()>ормз)ии! Проц !На исдст к Одновременному про!Злкнвани!одвух ионов( з издрусую сторону протеина и сооюк те геенно мембран ь! (трзисло. кш(ня).
При переходе лвух ионов (.з и к окоэиергстии сказ ацнл((к)сфатиая с)шзь (еря<') макрозр! Пчсслук> знерпио Онз Преврати час ь в н вник иис сролг! вз к Сз' (на 'к и цх порядю!). В редульт;пс зтого изменения знерпш ф<юфатпой связи нз Лу!Г!) уже нг гп>лу'шть ЛТФ.
7)та конформацня протеина у)к( !н имеет центров с крайне высокои зффнн ность!о для ионов Са ' из поверхности фсрькчпа, обращен!юй в цигозоль. При тршслокации ноион к поверх>к)сти проп ша, которая см<прит в иол(х ! ь сарконладмати кского рстику.чума, оораду>отся 5!на ц("и! Рз снязывзп(ю ('О слаб(н! Н(!)ф!ин>О('тьк) для Связывание АТФ 2Саз' ЦИТОЗОЛЬ Два высокоаффинных центра связывания ионов кальция Этап 4А Этап 4Б Низкоаффинные центры связывания кальция Перенос фосфата ат АТФ 2Саз' к карбоксильной группе остатка аспарагинавой кислоты 1 Измерение конформации 2.
Проталкивание ионов кальция 3. Образование центров с низкои аффинностью 4 Отщепление АДФ 5. Гидропиз фосфатферментной связи Этап 5 Этап 6 1 Ф „! Возврат к исходному состоянию Дефосфорилироеание Рис 10 19 Механизм работы Са '-АТФазы в мембране саркоплазматического ретикупума (схема выполнена на основании данных, 2 представленных Зепсхв ЧЧ Р 1989 Нов<боев а са<сгвт ратр рнтр са1сютт 6 Вю! Слет 264 18855 — 18858, Зепснз уу Р 1980 Оп гпе пюспалгзт огАТР 6г<иел Са ггапзрог! буса!сют АТРазе отав<сор)азино геаси)ит.
Апп И У Асаб Вс<. 671 49 56) тт иоиов ('а . 0)и<ив! к меццо г ироталки вен Нем и<>ион Са' через ирот<чи! в р<зультзтс излк иеи(ш кои()>ормации белка ирои<!Нйд<ч отшгилсиис ЛД<1>. Вместе < тем иерем>ц иош>в иа дру>ун> с)ороиу про. тепла сзм иоссб< сик и< завгритгя проц«т !!Собходииа ткрпв. Ни>бы иоиы <Порвались от цс!г!рон свюыишия. Оиз, н каис ии>м <. и !г, тз>ок< обугл<елтщ п()!ролигя)л< ЛТФ. Как о(м<" шлос>ь в р< зульгзп гидро.)иза образуется м)лш.и к< 1'.1-Р с мзкроэрп!чгскои фосфзгн<>й связьн>, а сзмо вьк !юботкдгшн .Я<сргш< ироигход>п в )я<>у и> зг< и ми нсиия х<!рзктсрз связи фосфзтн(ш грув<!ь! с <)х рлни гам (! е.
Иере>дь!а - р в -Р). 3!1! <иирпвк1>аиг< О)срсдоп>ч<(итя в макроэр! ичсгкой фосфзт наи сняли. !хк'ходуется и )гз изм<'и<'и)и' каис<зима ('вязывзиия иоиавСа < ф<рмситом. КоистаигзКк,стгин)- ГЛАВА 10. Пути перемещения веществ через мембрану тб9, шпся равной иримсрио 10 ' М. ('.шерг< ! пчелкой точ.
ки зрения .>то <л>Начат т)ммеиеи(и .Нц ргии снязьигаиия. т.с. двз (н>иа Са уходят от иоперхиости иротеииз ! ...., ! г ) Естес! вгиио, что дтя повторения цик.ш требутвтя г>цс одио коиформзциоииос изме<и )ин ир<гычиы. Д<- фо«)я>рилнровзшн зан< рики'! Игр< ход 1-:2 в Е!. 1!ам<- леши коиформшши и !зын к< <н>р ыовшин вькокоаф фиииых цщггров связыва(шя с ионами ( а иа иовсрхиости ирои ииа, обршц< ииой в стороиу ци!озо.ш.
! !из>- > КОЗЦН!)И!ИИИ' ЦСН<РЫ СЯЯЗЫВЗНИЯ Г ( З (та ИРОтм(ВОИН .<откиой (торов<'1!рог< ииа в атой коиформзц<ш отсу> л'вукп (згш! б =- 1). Таким <х>рти>л<. в цс)!Ил! сноба зизя,ни рпш гидро.шз,( ЛТС)> и вь!<Нко;>исргети и< кой зцилфог<)п<тиой ' З))Е)[р =< РАЗДЕЛ Л. Общая физиология возбудимых тканеи связи обеспечивает все:>ги нроцессы. !!о< кольку только Е2-Р, а )н Е! -Р, фактически п<лролнзован, сво(к>лная:нк р) ия ги)цюлизв связи <[кх фата с карбокснльиой группой остатка асиарагиноной кислоты ирот< ииа в комплексе Е(-Р больии, <ем у Е2 Р. Выс)зоб<ах,ниис :»и ргии происходит или ино на н)а)и изл<снсння характера свя<)н фосфатной группы с ферментом: связь станошпся обь<чиой 3)изкознсргстичсской (1=.2-Р).
Заметим, что нри атом символ 4 — Р) Обозиачщ т низко:)нсргстичсску<о ф<хфорзфирну<о связь. Уменьшение сно. бол)и)й:»юргин связи остатка асиарагиновой кислоты фогфа)а в Е2-Р относительно Е-Р может. как гчи пиот, обсе»< чнвать кон<[к>рмнцшшиьн) иср< хол. Роль йа 2К=Л ТФазь) В)арой гни »атосов класса Р, который бь>л изучен В деталях, Вто Ха"(К'-ЛТФаза, ирисугствуюнцая в илам магических мембранах. Она была растворена и очи)цена от мемб!>Виной фракции у нескольких типов кл<-ток животных, например, кле)ок ио н к млскопитак>щих и Влсктрнческих органов угря (тканей, о и нь богатых атил< ферментом).:-)тот ионный насос представляет собой тстрамср 2а2[!. 11олииснтил [) (МВ 50000) »рел<и авляст собой транс мембранный гли коиротеин, кот<— ры(3 треб)~с<<>3 Лля <ого, чтобы;)аново с)33)те)31<русл<а>) а-субъс>)иница свернулась должным образом.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
