Диссертация (1145903), страница 14
Текст из файла (страница 14)
N-WASP отсоединяется, и синтезированный de novo актиновый филаменттеряет связь с мембраной (Dayel et al., 2001).Arp2/3комплексучаствуетвразличныхклеточныхпроцессах,требующихреорганизации актиновых филаментов, таких как перестройка кортикального актина,формирование филлоподий, регуляция формы и транспорта эндосом, процессы эндо- иэкзоцитоза (Rouiller et al., 2008; Duleh, Welch, 2010).
Комплекс Arp2/3 активируется приактивации рецепторов с собственной тирозинкиназной активностью, рецепторов, связанных сG-белками, а также рецепторов интегринов (Rouiller et al., 2008).2.3.3.2. Структура и функции белков WASPКлючевую роль в активации Arp2/3-комплекса играют белки семейства WASP (WiskottAldrich syndrome proteins, белки синдрома Вискотта-Олдрича) (Bouma et al., 2009).Первый гомолог семейства WASP – собственно WASP-белок – был открыт приисследовании молекулярных основ синдрома Вискотта – Олдрича – наследственногозаболевания, связанного с Х-хромосомой (Bouma et al., 2009). Поскольку WASP-белок широкоэкспрессируется в клетках крови, мутации соответствующего гена приводят к такимсимптомам, как иммунодефицит, тромбоцитопения, кровотечения и экзема (Miki, Takenawa,2003; Bouma et al., 2009).
Впоследствии были идентифицированы другие белки семействаWASP, такие как N-WASP (neural WASP, белок WASP нервной системы) и три белкаWAVE/SCAR (WAVE - WASP family Verprolin-homologous protein, белок семейства WASP,гомологичный верпролину; SCAR - suppressor of G-protein coupled cyclic-AMP receptor,супрессор связанного с G-белком рецептора циклического АМФ) (Pollitt, Insall, 2009).Все члены семейства WASP имеют сходную доменную структуру (рис. 21) (Miki,Takenawa, 2003). Так, С-концевой домен VCA (V - verprolin homology motif, участок,70гомологичный верпролину; С - cofilin homology motif, участок, гомологичный кофилину; А acidic motif, кислотный участок) обеспечивает связывание WASP-белков с компонентамиArp2/3-комплекса и молекулами G-актина. Локализованный рядом полипролиновый доменсодержит участки связывания с регуляторными белками, содержащими SH3-домены, в томчисле с адапторными белками WISH (WASP interacting SH3 protein), Nck и Grb2/Ash, а такженерецепторными тирозинкиназами семейства c-Src (Miki, Takenawa, 2003; Pollitt, Insall, 2009).Структура N-концевого домена варьирует у различных представителей семейства WASP(Pollitt, Insall, 2009).
WASP и N-WASP несут на N-конце домены EVH1 (Ena/VASP homology 1),атакжеCBD(GTPasebindingdomain,домен,связывающийГТФазу).Последнийвзаимодействует с малой ГТФазой Cdc42, которая регулирует активность WASP (Pollitt, Insall,2009). EVH1-домен связывается с регуляторными WIP-белками (WASP-interacting proteins,белки, взаимодействующие с WASP), которые, вероятно, подавляют активность WASP и NWASP.
Белки SCAR/WAVE содержат N-концевой домен SHD (SCAR homology domain, домен,гомологичный SCAR) и не имеют участков связывания малых ГТФаз (Pollitt, Insall, 2009).Кроме того, все представители семейства WASP имеют особый основный участок, которыйможет взаимодействовать с PIP2 и другими отрицательно заряженными мембраннымифосфолипидами, что обеспечивает заякоривание WASP-белков около плазматическоймембраны (Pollitt, Insall, 2009).Белки WASP and N-WASP имеют сходный механизм активации. Эти белкилокализованы в цитозоле в неактивной (закрытой) конформации, для которой характерноналичие внутримолекулярных взаимодействий между доменами VCA и GBD (Bouma et al.,2009). Стимуляция мембранных рецепторов приводит к активации малой ГТФазы Cdc42,которая связывается с доменом GBD и способствует высвобождению домена VCA. Открытыйдомен VCA взаимодействует с белками Arp2/3-комплекса и мономерами актина.
Связанный сWASP Arp2/3-комплекс активируется и запускает полимеризацию актина и формированиеразветвлённых актиновых филаментов (Bouma et al., 2009).Кроме того, показано, что активность WASP модулируется фосфорилированием в ответна стимуляцию различных клеточных рецепторов, включая рецепторы Т-лимфоцитов,рецепторы к IgE в тучных клетках и рецепторы коллагена в тромбоцитах (Bouma et al., 2009).Так, остаток тирозина-291 белка WASP является мишенью для нерецепторных тирозинкиназсемейств Src и Btk (Miki, Takenawa, 2003; Torres, Rosen, 2005; Bouma et al., 2009). Вероятно,фосфорилированиетирозина-291способствуетактивациибелкаГТФазойстабилизирует «открытую» (активную) конформацию WASP (Torres, Rosen, 2005).Cdc42и71Рис. 21. Структурная организация белков семейства WASP(по Miki, Takenawa, 2003)Сверху: доменная организация WASP/N-WASP. Снизу: доменная организацияWAVE1/WAVE2/WAVE3.
Основные функциональные домены показаны в виде блоков.Пояснения в тексте.GRIB-domain - Cdc42-Rac interactive binding domain (домен, взаимодействующий с Cdc42и Rac); IRSp53 – p53 subunit of insulin receptor substrate (субъединица р53 субстрата рецептораинсулина).722.4. Механизмы редокс-регуляции в клеткеРедокс-регуляция – один из фундаментальных механизмов регуляции клеточныхпроцессов,восновекотороголежатокислительно-восстановительныемодификациибиологических молекул (Filomeni et al., 2002; Biswas et al., 2006).Окислительно-восстановительный(редокс-)статусживойклеткиопределяетсясоотношением между окисленными и восстановленными формами внутриклеточных молекул(Filomeni et al., 2002).
В норме большая часть соединений находится в восстановленномсостоянии (Filomeni et al., 2002). В ходе различных физиологических и патологическихпроцессовклеткимогутподвергатьсявоздействиюразличныхокисляющихагентов(оксидантов), в числе которых свободные радикалы и активные молекулярные соединенияокислители (Чеснокова и др., 2006; Biswas et al., 2006):1) активные формы кислорода (АФК): супероксид-анион/радикал (•О2¯, •ОО¯), пероксидводорода (Н2О2), гидроксильный радикал (ОН•);2) активные формы азота (АФА): монооксид азота (NO), пероксинитритный радикал(ONOO•);3) соединения галогенов (гипогалиты): гипохлорит (ClO¯), гипобромит (BrO¯);4) органические свободные радикалы, возникающие при воздействии окислителей наразличные клеточные молекулы: убихинон (Q•), семихинон (QН•), продукты перекисногоокисления липидов (Чеснокова и др., 2006; Carocho, Ferreira, 2013).Окислительный стресс является одним из ключевых факторов, принимающих участие взапуске и развитии многих патологических процессов, в том числе атеросклероза, ишемическойболезни сердца и сердечной недостаточности, нейродегенеративных заболеваний, рака,кистозного фиброза (Ferrari et al., 2004; Bonomini et al., 2008; Sabens Liedhegner et al., 2012;Romagnoli et al., 2013).
Образование оксидантов также может сопровождать нормальную работуразличных клеточных систем: например, ферментов митохондриальной дыхательной цепи иликаскада метаболизма арахидоновой кислоты (Victor et al., 2004).В то же время умеренный окислительный стресс, находящийся под контролемантиоксидантных систем, играет важную роль в процессах внутриклеточной передачи сигнала,а окислители, продуцируемые в ходе внутриклеточного метаболизма могут выступать в роливторичных посредников, модулирующих активность различных клеточных белков (Forman,Torres, 2002).Редокс-регуляцияактивностибелковсвязанастранспортомэлектроновпосульфгидрильным (тиольным; - SH) группам остатков цистеина, которые являются главной73мишенью воздействия оксидантов (Filomeni et al., 2002; Xiong et al., 2011).
SH-группыокисляются с образованием дисульфидных связей (S – S), сульфеновой (R – SOH), сульфиновой(R – SO2H) или сульфоновой (R – SO3H) кислот (Filomeni et al., 2002; Xiong et al., 2011). Двепоследние модификацииявляютсяпрактическинеобратимыми и часто приводят ксущественным нарушениям функций белков. Сульфеновая же кислота может бытьвосстановлена до тиола или трансформирована в дисульфид (Filomeni et al., 2002; Xiong et al.,2011).Функцию защиты от разрушающего действия окислительного стресса осуществляютразличные антиоксиданты, которые участвуют в улавливании, удалении из клетки илинейтрализации токсичных окислителей (Carocho, Ferreira, 2013). К антиоксидантам относятсянизкомолекулярные соединения (витамины А, Е, С, флавоноиды), а также ферменты сантиоксидантнойактивностью(супероксид-дисмутаза,каталаза,глутатион-пероксидаза,глутатион-редуктаза) (Carocho, Ferreira, 2013).
Как и окислители, антиоксиданты участвуют врегуляции процессов внутриклеточной сигнализации: если первые играют роль вторичныхпосредников при передаче сигнала, то вторые обеспечивают выключение сигнала, снижаяконцентрацию окислителей (Forman, Torres, 2002).В поддержании нормального редокс-статуса внутриклеточной среды важную рольиграютантиоксидантные(редокс-)никотинамидадениндинуклеотидфосфатасистемы,(NADPH/NADP+),втомчислесистемывосстановленного/окисленноготиоредоксина (TRXred/TRXox), глутатиона/ окисленного глутатиона (GSH/GSSG) (Filomeni et al.,2002).2.4.1. Система глутатион/окисленный глутатион (GSH/GSSG) –основная антиоксидантная система в клеткеГлавную роль среди антиоксидантных систем в живой клетке играет системаглутатион/окисленный глутатион (GSH/GSSG) (рис. 22).
Глутатион (γ-L-глутамил-Lцистеинил-L-глицин) представляет собой универсальный трипептид, присутствующий вклетках растений, микроорганизмов и всех клетках млекопитающих (Meister, Anderson, 1983;Filomeni et al., 2002; Forman et al., 2009). Этот низкомолекулярный тиол может присутствовать вклетке в восстановленной (GSH) и окисленной (дисульфид глутатиона, GSSG) формах (Meister,Anderson, 1983).74Рис. 22. Редокс-система GSH/GSSG (по Xiong et al., 2011)Соотношение GSH/GSSG – ключевой показатель редокс-статус клетки. Баланс междуокисленной и восстановленной формами глутатиона поддерживается за счёт окислительновосстановительных реакций с участием GSH-пероксидазы (GSH-peroxidase, GP) и НАДФНзависимой GSH-редуктазы (GSH-reductase, GR).
Окислительный стресс, связанный сгенерацией большого количества активных форм кислорода или азота может приводить кснижению нарушению баланса GSH/GSSG и гибели клетки путём апоптоза или некроза.В эукариотических клетках GSH находится в трёх основных резервуарах. Так, около 90%GSH находится в цитозоле, 10% - в митохондриях и незначительное количество – в ЭР (Hwanget al., 1992; Lu, 1999).Концентрация глутатиона внутри клетки поддерживается за счёт биосинтеза GSH итранспорта из наружной среды (Xiong et al., 2011).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
