Крутецкая, Лебедев, Курилова - Механизмы внутриклеточной сигнализации - 2003 (947291), страница 19
Текст из файла (страница 19)
связи между возбуждением и сокрашением в мышцах. Алкалоид рианодин в концентрации 5-50 нМ увеличивает вероятность открытого 2 состояния канала выброса Са ', а в микромолярных концентрациях блокирует канал (Вцй ег а1., 1989). Использование метода локальной фиксации потенциала позволило з исследовать работу одиночных каналов Са -выброса после слияния пузырьков СР с бислойной липидной мембраной. Са '-каналы имеют высокую проводимость для Са ' (! 00 пСм) и низкую селективность для двухвалентных ионов по сравнению с одновалентными: Рс. /Рк,=5.
Са ' (икМ), АТФ (мМ) и инозитол-),4,5-трисфосфат (1рз) (мкМ), добавленные со стороны цитоплазмы, увеличивают время открытого состояния каналов в СР скелетных мышц. В результате совместного действия Са и АТФ канал может находиться в открытом состоянии длительное время. Каналу свойственны, по крайней мере, шесть закрытых и шесть открытых сссюяний„активируемых лигандами (Ме!залег, 1994). Са -каналы в мембране СР активируются цнтоплазматическим Са (0,5-1,5 мкМ), АТФ (1-5 мМ), кофеином (мМ), 1Р~ (мкМ); ингибируются М8 (мМ), рутениевым красным (мкМ) и 1.а' (0,5 мМ) (Ме!залег, !994; Хц ег а)., 1999). Эффективным ингибитором каналов Са '-выброса в мембране СР является сфингозин (мкМ), длинноцепочечный амнноспирт, входящий в состав сфингомиелина (ВаЬЬагйп! ег а!., 1992).
Кальмодулин подавляет высвобождение Са' из СР н уменьшае~ время открытого состояния Са -каналов в отсутствие АТФ, что указывает на прямое з ннгибирующее действие кальмодулина на Са -каналы (Мейзпег, ! 994). Рианодин-чувствительные Са -каналы блокируются также заряженными зг местными анесгегиками и гелотермвном, пептидным токсином из яда мексиканской бородатой ящерицы (Т!п)гег, УЙ1!!апгз, 1993). Императоксин А, пептидный токсин из яда скорпиона Рапгйпца ппрегагог, прямо связывается с рианоднновым рецептором и активирует канал Са '- выброса (Сшгго1а ег а!., 1999).
В последнее время показано, что рианодинчувсгвительные Са -каналы актнвируются сурамином (8!!зарезал, 'гУВ!)ашз, !996; бйзарезап, 1999). Активность каналов Са" -выброса в СР скелетных мышц регуяируется аннексинами, относящимися к семейству Са — и фосфолипид-связывающих белков. Методами иммунофлуоресценции усзановлена связь аннексина 91 (кальцимедина) (мол. масса 67 кДа) с СР. Аннексии Ч! в концентрации 5-40 нМ существенно изменяет воротные характеристики рианоднн-чувствительных Са -каналов, изолированных из СР.
Вероятность открытого состояния каналов увеличивается в 2„7 раза, а среднее время открытого состояния - в 82 раза (Наяаг!!га ег а!., 1991). В последнее время появились данные о том, что свободные жирные кислоты и их произволные молулируют активность Са -ка!шлов рианодиновых рецепторов в скелетных мышцах. Показано, жо такие производные длинноцепочечных жирньщ кислот, как пальыитоилкарнитин и пальмитоил-КоА, в микромолярных концентрациях стимулируют связывание зН-рианоднна и активируют каналы Са -выброса в СР скелетныя мышц ьшекопитающих (Е) Науе)г е! а!.,1993; Ме!ззпег, 1994) и птиц (Опшопсе!1 е! а)., 1993).
Зтот эффелт высокоспецифичен для скелетных мышц пальмитоилкарнитин не влияет на связывание Н-рианодина с СР сердечных мышц собаки. Более того, только длинноцепочечные ацилкарнитины (См, См, Сж) вызывают освобождение Са из СР и увеличивают время открытого состояния Са каналов рианодиновых репепторов (Е1-Науа)г е! а1., !993; В!оск, 1994). Предполагаю~, что пальмитоилкарнитин взаимодействует непосредственно с функционально важным участком Са" -канала рианодинового рецептора и модулирует его воротные функции (Е1-Науа)г е! а)., 1993). Возможно, что производные жирных кислот модулируют ы активность Са -каналов рианодиновых рецепторов при некоторых метаболических нарушениях и патологических состояниях мышц, при которых наблюдается повышение [Са '), (В!ос13 1994; Ме1ззпег, 1994).
Активность Са -каналов риаиоднновых рецепторов модулируется сульфгилрильными реагентами. Показано, что перекись водорода стимулирует освобождение Са нз СР, окисляя БН-группы рианодинового рецептора (Рачего е! а(., 1995), Алкилирование БН-групп рианодинового рецептора при действии Х-этилмалеимида приводит к активации Са '-каналов рианодинового рецептора в мембране СР (Абйбаз! е! а1., 1997; Хпапб ег а!., 1999).
Установлено также, что окисление БН-групп белка Са '-канала блокирует связывание кальмодулнна с рианодиновым рецептором. Предполагают, что кальмодулин может защищать рианодиновый рецептор ст окислнгельных модификаций во время окнслительного стресса (ХЬап8 е! а(., 1999). Рианодиновыс рецепторы из сердца овцы, встроенные в бислойную лнпидную мембрану, активируются окисляющими реагентами 4,4чдитиодипиридином и тнмеросалом (Еадег, (Эи!йппгу, !998,!999). 3- Одиночный канал Са -выброса в клетках сердечной мышцы более чувствителен к Са ' и менее чувствителен к АТФ, чем канал в скелетных мышцах.
Алкалоид рианодин в концентрации 5-50 нМ увеличивает вероятность открытого состояния канала Са '-выброса, а в микромолярных концентрациях блокирует канал (Мейзпег, 1994). На основании исследования селекгнаности каналов Са -выброса для одновалентных и двухвалентных катионов до и после модификации рианодином, предложена следующая модель Са -канала в СР клеток сердца (Ыпг)зау е! а1.„1994). Каналы проницаемы для одновалентных (К', "г(а, Сз, Ы ), двухвалентных (Ва, Бгн) и органических одновалентных (этиламин, пропаноламин.
диэтиламин) катионов. В Са "-канале выделяют следующие участки: за устьелз канала, обращенным в полость дело, расположен селективный фильтр радиусом 0,35 им; гидрофобный участок связывания катионов; в середине поры локализован гидрофильиый (содержащий СОО - группы) участок связывания олновалентных и двухвалентных катионов; участок связывания больших органических катионов; устье, обращенное в цитоплазму. Рианодин увеличивает размер селелтивного фильтра на 0,02-0,03 нм; увеличивает плотиосп, отрицательных зарядов в поре; повышает сродство гидрофияьного участка связывания к одноаалентным и двухвалентным катионам (Ейпбвау ег а1., 1994).
5.2 1.2. Структура риацодинового рецепторе Использование рианодина позволило выделить канал выброса Саз' из скелетных и сердечных мышц (1.ш ег а)., 1988). Показано, что рианодиновый рецептор, реконс~руированный в бислойную липидную мембрану, функционирует как канал выброса Са~ с характеристиками, ы сходными с таковыми Са -каналов из мембран СР. Данные электронной микроскопии свидетельствуют о том, что рианодиновый рецептор образует гомотетрамерный комплекс (1.а) е! а)., 1988). Трехмерная структура рецептора иапоминаег четырехлепестковый лист клевера, сходный с описанными ранее структурами типа "ножка", связмвшоших в мышце цистерны Т-системы и терминальные цистерны.
Методамн молекулярного клонирования установлена аминоююлотная последовательность рианодинового рецептора из СР скелетных мышц кролика (Та(сеяЫша ег а1., ! 989) и человека (Хогхаго е! а!., 1990), а также сердечных мышц кролика (Огзп с! а1., 1990).
Наиболее изученным является рианодиновый рецептор из скелетных мышц кролика. Каждая из четырех субъединиц этого рецептора состоит из 5037 аиинокислотиых остатков (общая мол. масса 5б5 кДа) (рис 25). Показано, что только 500 аминокислот с С-конца рецептора являются лостагочно гидрофобными для пронизывания мембраны. Четыре предполагаемых трансмембранных сегмента (М1-М4), выделяемых в этой области, сходны с пронизывающими мембрану сегментами субъедиииц никотинового ацетилхолинового рецептора, что свидетельствует о возможной локализации в этом участке водной порьь образуемой аминокислотными остатками С-концов каждого из мономеров рианодинового рецептора.
90Ч$ аминокислот Х-конца рецептора являются гидрофильными и образуют, по-видимому, сзруктуру типа "ножка" (Такса!шва ег а1., 1989) [рис. 25). Если рианодиновый рецептор, ножка и канал выброса Са входят в состав одного белка, а дигндропиридиновые рецепторы (Са '- каиалы) в цистернах Т-системы являются сенсорами напряжения„то, возможно, большой гндрофильный участок !ножка) рианодинового рецептора непосредственно взаимодействует с цитоплазматическим участком дигидропнридинового рецептора, обеспечивая тем самым электромеханическое сопряжение мембран (Тайезйбюа е1 а1., 1989; Р)евоЬоп е1 а1., 1990) (рис.
26). Таким образом, в скелетных мышцах информация передается по механизму конформационного связывания (соп1огп|апопа) соцрйпд) (к!ею ег а!., 1996). Активация дигилропиридинового рецептора приводит к изменению его конформации, которое передается рианодиновом) рецептору и стимулирует о~крывание каналов Са'-выброса (ВепЫйе, 1993; С!арйагп, 1995а; К)е)п е1 а)., 1996)). Обнаружено также, что рианодиновый рецептор может посылать ретроградный сигнал, активнр) ющий дигидропирилнновый рецептор (Ь)айа! е! а1., 1996).
Рис. 25. Топологии субъелиницы риаиодинового рецептора в мембране еаркоплвзматического ретикулума. Четыре трансмембранных сегмента локализованы около С-конца молекулы. Участки 01-03 наиболее вариабельиы у трех изоформ рианодинового рецептора. В цитоплазматическом фрагменте рецетггора показаны участки связывания императоксина А (ппрега1ох1п А), кальмодулина (са1юог)пйп) и 1'К-связывающего белка (РКВР). Сузор!азп1 -цитоплазма; 1лнпеп оу В — полость саркоплазматического ретиулума (по 81ойез, Файеп(лесй~, 2000).
В сердечных мышцах днгидропиридиновый рецептор не взаимодействует непосредственно с рианодиновым рецептором и сопряжение межлу возб)чклением н сокрашением осуществляется по механизму Са '-инлуцированного выброса Са ' (Саппей ег а1.. 1995). дкпщация дигадропирндинового рецептора приводит к входу Са , который стимулирует рианодин-чувствительные Са -каналы. = \ ) ви ~~~ДД ~)~~~Да( с ул и РКВвв12 йуЯ Триадин Кальсеквестрин Рис. 26. Молель связи возбуждении и сокращения (ехсияиопсопггасноп совр!)пц) в скелетлгьлх мышвзах.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
