Каппуччинелли - Подвижность живых клеток - 1982 (947289), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Это относится также к миозину 1 Лсап()гатоеба: его кофактор недавно идентифицирован как киназа, которая специфически катализирует фосфорилирование тяжелой цепи (951, С генетической точки зрения система мнозинов не столь консервативна, как система актинов; к настоящему времени выявлено около 15 типов мнозинов, различающихся по многим свойствам. Другие белки, взаимодействующие с актнновыми или актомиозиновыми филаментамн, можно попытаться классифицировать в соответствии с их активностями (табл.
3.2). Присутствие некоторых из них, например тропомиозина и а-актинина, в составе микрофиламентов недавно удалось увидеть непосредственно с помощью иммунофлуоресценции 184). Тропомиознн из тромбоцитов, мозга, поджелудочной железы и фибробластов млекопитающих по молекулярной массе и пептидной карте подобен мышечному тропомнозину; он участвует в регулировании концентрации Саз+, необходимой для «сокращення» актомиознна. а-Актинии (или же похожие на него белки) обнаружен (в количествах, ббльших по сравнению с другими объектами) в ворсинках эпителия, в культурах животных клеток, а также в сперматозоидах подковообразного краба, ' На схеме двуглавой молекулы миозина допущена ошибка: каждая головка должна сидеть иа отдельной «шейке», котоРые затем соединяются в общий стержень молекулы.
— Прим. рвд. перевода. 76 3. Системы подвижности зукариотических клеток 3. Системы подвижности зукариотических клеток 77 Таблица 3.2 Некоторые белки, взаимодействующие с актниом в иемыщечных клетках Ввевио- действующие белке Источник белка Ввевводействующве Нсточивк белка Макрофаги Различные системы А. саз!спася г Филамнн а-Актинии П-антике' Гелактииы '-Р-актии 1-П-П1-1Ч Тропонин Тропомиознн Актинсаязыва- Селезенка Профилин Поджелудочная же- ДН Каза лева Различные системы То же Макрофаги ющнй белок когда в них формируются аксонемы. а-Актинии, по-видимому, каким-то образом присоединяет микрофнламенты к клеточным мембранам и, возможно, к другим структурам клетки; присутствует этот белок главным образом именно там, где есть такие контакты.
Некоторые белки угнетают полимеризацию актива ш чйго и, следовательно, могут контролировать образование актиновых филаментов !и ч!чо. Так, например, удалось выделить из селезенки н очистить так называемый профилин, который представляет собой полипептид с мол. массой 16000, способный образовывать комплексы с растворимым актином.
Подобные белки, по-видимому, широко распространены в немыщечных клетках, особенно в тех, где концентрация растворимого актина велика. Такие белки, как филамин и актннсвязывающий белок, выделенные из макрофагов, могут связываться с актиновыми микрофиламентами !и и!!го; при этом способность актина стимулировать АТРазную активность миозина подавляется, что угнетает сократимость, обусловленную актомиозином. Функция этих белков !и угро неясна, ио можно предположить, что в клетке они нужны для того, чтобы некоторые актиновые филаменты играли роль просто каркасных структур !80). Подобную функ- 3.8.
Сборка микрофиламентов и ее регуляция Как мы уже упоминали выше, актин может существовать в двух функциональных состояниях: в виде растворимых мономеров и в виде полимеров, когда одиночные субъединицы собираются в двухнитевые филаменты. Актин в мономерной форме называется О-актин, а в полимерной — Р-актин. Двойная спираль Г-актина имеет толщину около 7 им и шаг 68 нм (рис. 3.17).
оооо о о ОО ОО О О о о о О О ОО О О О О анюиналоит сриламенга Гг-антон) лгономеры актива (6-актив) Рис. 3.!7. Полимеризацня актиновых субъедпниц — сборка микро- филаментов. цию, возможно, выполняют и другие белки, например гелактины — группа из четырех белков, выделенных из Асан!7гатоеба. Гелактины превращают суспензию микрофнламентов в гель, образуя между отдельными волокнами связующие мостики. Эти белки угнетают такжеМнз+- зависимую АТРазную активность миозина (в присутствии актина); характер ингибирования, похоже, тот же, что и в случае филамина и актинснязывающих белков.
Наконец, к числу белков, взаимодействующих с актином, относятся также альдолаза и некоторые другие ферменты гликолиза. Описанная выше система представляется уже достаточно сложной, однако то, что изучено до сих пор,— только царапины на поверхности неизведанного, Многие предположения и теории относительно актина и взаимодействующих с ним белков н немышечных клетках нуждаются в дальнейшей разработке и проверке, прежде чем могут быть сделаны какие-либо конкретные выводы. 3.
Системы подвижности эукариотических клеток 79 78 3. Системы подвижности эукариотических клеток Реакция полимеризации 1п чйго идет при оптимальных концентрациях определенных солей и в присутствии связанного АТР. Для этой реакции критична концентрация актина, и образующийся полимер всегда находится в равновесии с мономерным актином в соответствии с уравнением (актин) аи (актин),, + актин Критическая концентрация актина, при которой он в соответствующих условиях полимеризуется, своя для каждого типа актина и может служить как отличительный признак.
Поскольку во многих типах клеток концентрация неполимеризованного актина значительно превышает его критическую концентрацию, должны существовать факторы, способные взаимодействовать с актином н предотвращать тем самым его полимеризацию. Этн факторы можно, следовательно, считать регуляторами сборки актиновых филаментов. Белки-ингибиторы полимеризации актина обнаружены в самых различных клетках (один из них — профилин — уже упоминался).
В качестве примера системы, в которой важную роль играют ингибиторы полимеризации актина, мы рассмотрим семенные клетки иглокожих, а именно морского огурца (Тгьуопе). Эти клетки — также замечательный пример определенным образом ориентированной сборки микрофиламентов, так что они вполне заслуживают детального рассмотрения. На апикальном конце головки семенной клетки Тйуопе есть чашевидное углубление, в котором находится акросомальная вакуоль. Между акросомальной вакуолью и хроматином ядра находится аморфное вещество, которое представляет собой мономерный актнн. Когда сперматозоид приближается к яйцеклетке своего вида„в первые же несколько секунд контакта головки сперматозоида с внеклеточным веществом, окружающим яйцеклетку, развивается акросомальная реакция. Она заключается в быстрой сборке актиновых микрофиламентов в толстый пучок, исходящий из дна чащевидного углубления и выступающий вперед приблизительно на 90 мкм (рис.
3.18). Функция этой структуры заключается в том, чтобы проткнуть желеобразное вещество, ок- самальнал авь морФный квин амвомвр явро ипохондрия Рис. зд8. Фазы акросомальной реакции головки сперматозоида Тйуонв: а — исходное состоиние; б — начало полимеризации актина; в — готовый акросом, ружающее яйцеклетку, что дает возможность мембранам обеих клеток слиться. Из изложенного выше ясно, что в маленьком чашеобразном углублении головки семенной клетки до активизации содержится много неполнмеризованного актина — достаточно для сборки пучка микрофиламентов длиной 90 мкм.
Можно с большой вероятностью предполагать, что в этом углублении обнаружатся белки, предотвращающие полнмеризацию актина. С целью найти эти белки аморфный актин из головок клеток Тйуопе подвергли электрофорезу в поли- 80 3. Системы подвижиости эукариотических клеток 3. Системы подвижности эукариотических клеток 81 акриламидном геле в присутствии додецилсульфата натрия. Выявились три основных полипептида, один из которых соответствует актину.
Два других белка (мол. массы 230000 и 250000), по-вндимому, ответственны за поддержание актнна в неполимеризованном состоянии. Обработка протеолитическим ферментом (трипсином) позволяет отделить мономерный актин от высокомолекулярных белков (158]. Акросомальную реакцию у сперматозоидов Т(туопе можно вызвать различными активаторами; повышение внутреннего рН освобождает актин от связанных с ним белков, делая тем самым возможной полимеризацию. Процесс полимеризации инициирует специфическая структура, которую можно увидеть на дне акросомальной чаши и которая называется актомером. Она представляет собой пучок из примерно 25 коротких микрофиламентов, заключенный в плотное аморфное вещество, В момент активации актомер начинает действовать как ядро полимернзации, из которого вырастают микрофиламенты (160). На основании этих и других данных высказано предположение, что полимеризацией и ростом микрофиламднтов управляют какие-то организующие центры, подобно тому, как центр, управляющий жгутиковым синтезом, регулирует сборку микротрубочек.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
