Крутецкая, Лебедев, Курилова - Механизмы внутриклеточной сигнализации - 2003 (947291), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Большой гидрофильный участок (ножка) рианодинового рецептора (Куй) непосредственно взаимодействует с ци1оплазматическим участком дигидропиридинового рецептора (Са -канала), обеспечивая тем самым злектромсханическое сопряжение мембран. Триадин и кальссквестрин— белки СР (по Маг)гз, ! 997). Каждая субъелиница рианодинового рецептора взаимодействует с ГК506-связывающим белком (мол. масса 12 кДа) ()ауагапзап ег а)., 1992; Бп(ялолч. Ейг!(с)з, 1996а; Маг(гз.
1997) (рис. 26). ГК506-связывающие белки (ГКВРз) представляют собой иммунофилины, которые первоначачьно были идентифицированы как агенты, связывающие сгруктурно сходные иммунодепрессанты ГК506 и рапамицин. Повидимому, РКВРз стабилизир>ют активность Са '-канала рианолинового рецептора (Вййашез ег а!., 1994). Иммунодепрессанты ГЕ506 и рапамнцнн вызываю~ диссоциацию ГКВР ог рианодинового рецептора и л1одулирунгг алтивность каналов Са -выброса в скелетных и сердечных чыпцах. Наблюдается увеличение вероятности открытого состояния и >меньшенне проводимосги одиночных Га -канадов (!Са()ы ег а(., !996; Бк)даолл.
Ейг!кй, !996а; Магйз, !997!. Рапамнцнн н ГК506 содержат макроциклическое лактонное кольцо. Обнаружено, что друп1е соелинения (ивермектин, мидекамицин), содержащие макроцикличсское лактонное кольцо, также могу~ прямо активировать рнанодиновый рецептор (АЬе~п ег а1., 1999). В настоящее время семейство рнанодиновых рецепторов (К'г'К) включает трн изоформы: Кг'К! найденный в скелетных мышцах и некоторых нейронах (например, в клетках Пуркинье); К"т'К2, идентифицированный в сердечных мышцах и мозге; КЪ'КЗ, найденный в гладких мышцах, мозге и других клетках (Мейзпег, 1994; Всппец ег а)., 1996). 5.2.2. Са -депо немышечныя клеток В немышечных клетках кальциевые лспо отличаются большей сложностью и разнообразием (Роггап ег а1., 1994). 1Р, освобождает Са ' из немитохондриального пула, сходного с зндоплазматическим ретикулумом (ЭР) (БггеЬ ег а1., 1983; ВеггЫ8е, !гт)пе, !984; Вепре, !993).
Однако только часть Са -пула немышечных клеток чувствительна к !Р,; в г+ среднем ! Р, освобождает примерно 30-50чг8 Са ', запасенного в немитохондриальном пуле, а остальная часть Са' мобилизуется при действии Са -нонофоров (Вепбйе, !гт)пе, !939). Многие немышечные клетки содержат Са- -депо, не чувствительные к 1Р», но, как и СР мышц, чувствительные к рианодину и кофеину (ВеггЫ8е, 1гг(пе, 1989; Рокгап е! а1., 1994). В последнее время сложилось представление о том, что ключевую роль в генерации и проведении Са *-сигналов е невозбудимых клетках играют такие внутрнклеточные органеллы, как ЭР, ядро, митохондрии (Рокгап ег а)., 1994; Ме1до!ея, Рохгап. 1993: А)чагех ы а1., 1999; см.
обз. Кругецкая, Лебедев, 2001). Для измерения концентрации Са ' во внутриклеточных лспо используются флуоресцентный Са'-зонд МайГига 2-АМ н Саг+-чувствительный белок зкворин (МеЫо!ея, Роггап, !993; А!часок е1 а!., 1999). Основным 1рг-чувстаительным Са -депо является ЭР или его специализированный субкомпартмент (кальциосома). ЭР способен накапливать большие концентрации Са и затем быстро освобождать Са ' в шпозоль (рис.
27). Общая концентрация Са в ЭР составляет 5-!0 мМ (Рохаап ег а1., !994; Мол!его е1 а1., 1995; Ые!до!ея, Рохгжь !998). г г~ Большая часть Са в ЭР связана с кальретикулином и другими Сасвязывающими белками. Концентрация свободного Са' в полости ЭР различных типов клеток а состоянии покоя составляет 300-800 мкМ (А1опзо ег а!., 1998; А!чагех ег а1, 1999). Прямое измерение концентрации Са в ЭР позволило оценить скорости выхода Са из депо н восполнения ;и ЭР(Ваггего е! а!., !997; Молапп е! а!., 1998; А!уагеа е! а1,, 1999). Обнаружено также, что Са" играет решающую роль во многих процессах, протекающих в ядре: транскрипции генов, синтезе ДНК, разрушении н репарации ядерной мемораны (Вегг!бйе, 1995Ь; бегая!теп(го е! а1., 1996; бапгейа, !996).
Использование экворина показало, что 'концентрация Са ' в нуклеоплазме в покос близка к концезпрации Са " в цнтозоле (100-200 нМ) (Ре!егзеп, 1996). Восле стимуляции клеток Са ' бысгро диффундирует нз цитозсля в ялро через ялерные поры. Увеличение концентрации Са" в ядре происходит через 50-300 мс после повышения (Са'), (АПЬпноп е1 а), 1994). Ядерная оболочка является продолжением ЭР, способна аккумулировать Са и затем освобождать его в ответ на воздействие 1Рз (рис. 27). Установлено, что Са -АТФазы локализованы в наружной ялерной мембране, а 1Рз-чувствительные Са '- каналы - во внутренней ядерной мембране (бегая!шеп(го е! а)., 1996).
Предполагают, что !Рз-рецепторы в ядре могут аюнвнроваться !Рь образующимся в самом ядре в результате стимуляции эндогенного фосфоинозитидного цикла (ВеггЫйе, 1995Ы. эцпоплазматическии ретнкупум Гнстамин. АХ гнстамин Рис. 27. Перераспределение Саз' в митохондрии, ядре и энлоплазматическом ретнкулуме (ЭР) при стимуляции клетки 1Р; мобилизующими агонистами (гистамин, ацетилхолин (АХ)) (по Л1уагех ег а!., 1999). 94 Инкубация клеток Невка в бескальциевой среде способствует быстрому уменьшению концентрации Са ' в ЭР в течение 3 мин при 37 'С или в течение 12 мин при 22 'С.
Ингибирование Са' -АТФаз уменьшает время опустошения депо до 1-2 мин (Ваггего е1 а)., 1997). Полное восполнение ЭР после добавления Са в наружную среду происходит в различных типах клеток за 2-3 мии при 37 'С и за 5-3 мин при "" "С (Вапего е1 а!., 1997; А1оазо е1 а1., 1998; Мойапп е1 а1., ! 993; Айкагех ег а!., 1999]. В последние годы возобновился интерес исследователей к выяснению роли митохондрий в процессах Са -сигнализации. Учитывая, что повышение (Са ), может стимулировать активность ключевых ферментов митохогщрий, преДпОлагают, что обрагимый захват Са митохондрнямн может координировать продукцию энергии в клетке (Соп1ег е1 а)., 1994). Огиосигельно недавно разработаны новые флуоресцентные Са -зонды (КНО(3 2 и др.), которые можно вводить избирательно в митохондрии живых клеток, и проводить одновременную регистрацию изменений концентрации свободного Са в цитозоле и в митохондриях. Установлено, что концентрация Са в мнтохондриях в покое соответствует таковой в цитозоле (Кжгц1о ег а)., 1998).
Для некоторых типов клеток было показано, что митохондрии являются активными участниками внутриклеточной Са~ -сигнализации, уникальная роль которых определяется спосооностью митохондрий быстро аккумулировать и затем освобождать большие концентрации Саз' (КоЬЬСаярегз е1 а)., 1998; К)сКеп ег а!„!998; (уцсйеп, 1999; ()гцпзпзопг) ег а)., 2000). Так, оказалось, что митохондрии могут захватывать Са" нз микродоменов с локально высокой концентрацией Са в цитозсле, связанной с входом Са из наружной среды или мобилизацией Са из депо (К1гзц1о е1 а!ч 1993, 1994, 1993; Копет е1 а)., 1993; !.ашпе е! а)., 1996; ВаЬсосК е1 а1., 1997; ВаЬсосК, Н)1)е, 1998).
Ранее на клсгках асцнтной карцнномы Эрлиха было показано, что при активации АТФ-рецептора этих клеток митохондрии временно захватывают 25-3058 выходящего из ЭР Са . При этом меняется активность иекоторык ферментов окнслительиого фосфорилирования. Выхол Са из митохондрий интактных клеток подавляется тетрафенилфосфонием (СшКокзКауа, БпсйспКо, 1990). Интер но, что р пределе не и охондрни в Ю1е"е д "ло не случайно и связано с ее метаболическими потребностями. Например, в эндотелиальных клетках линии ЕСУ304 менее 44гь.
а в клетках линии Не1,а 65% митохондрий расположены на расстоянии 700 нм от ЭР. В то же время, в клетках ЕСУ304 14%, а в клетках НеЕа менее 693 митохондрий находятся на расстоянии 700 нм от плазматической мебраны (Ьазчг(е ег а)., !996). В клетках Не1 а митохондрии образуют большую взаимосвязанную тубулярную сегь, имеющую многочисленные тесные конэ акты с ЭР (й!глпо е! а!., !998). Функциональным следсгвием мой аиа омической организации является то, что при освобождении Са~ из ЭР, концентрация Са вблизи митохондрий существенно выше, чем в цитозоле (К!зхо!о е! а)., 1998).
В гладкомышечных клетках (МсСаггоп, Мшг, 1999), кардиоиноцитах и астроцитах (Рцсйеп, 1999) митохондрии также расположены в непосредственной близости к ЭР/СР. Слелует специально отметить серию работ Хилле и соавторов (Негг!п8!оп е! а)., 1996; Рагй е! а1., 1996; ВабсосЕ е! а1., !997; Вабсос)с Н!Ие, '!998) на хромаффинных клетках надпочечника крысы Одновременное измерение [Са !, и концентрации Га в митохонлриях показало, что лаже средние увеличения [Са !, вызывают быстрые кратковременные перераспрелеления Са из цитозоля в митохондрии.
Обнаружено также, что захват Са митохондриями о~раннчивает подъем и определяет быстрый спад Са"-сигналов, вызванных входом Са в клетку или мобилизацией Са из депо. Послелующий экспорт Са ' нз митохондрий происходит с участием На /Са -обменника во внутренней мембране митохондрий н может замедлить спад Са -сигналов в цнтозоле и способствовать восполнению Са '-депо. Авторы предполагают, что 4 митохондрии играют активную и уникальную роль в процессах Саэ'- снгналнзацин в хромаффинных клетках крысы. Платматическая мембрана з н внугрнклеточные Са '-депо быстро доставляют Са" в цигоплазму, открывая ионные каналы, и затем медленно удаляют его с помощью процессов первичного (Са -АТФ-аэа) и вторичного активного транспорта ' (На /Са -обмен!.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
