Крутецкая, Лебедев, Курилова - Механизмы внутриклеточной сигнализации - 2003 (947291), страница 24
Текст из файла (страница 24)
Эти каналы найдены в гранулярных клетках мозжечка (Х(>апй ег а!., 1993), 2+ нейронах гиппокампа и коры мозш. Са -каналы Р; и 0-типа имеют проводимость 15 пСм и высокую чувствительность к блокирующему действию йй (<100 мкМ). Са "-каналы (.)-типа ингибирук>тся ен конотоксином о>-СПТх М >>1!С (в100 н)х!) и в>-агатоксинои 1*>>А (<100 нМ) (Моп' е! а!., 1996; Вапг)ай, 1998). 5.3.! Л. Структура Са"-каналов Дигидропиридинчувствительные Са -каналы были впервые вылелеиы с помощью меченого нитрендипина из цистерн Т-системы скелетных мышц (Тв(га)>аз)>! е! а(., 1987).
Эти Са '-каналы выполняют роль сенсора напряжения в процессах возбуждения-сокращения в мышцах. Белок Са "-канала содержит пять субъединиц, г.е. еше больше, чем Ла— канал; аь аз, (3, у н ь (рис. 28). Однако (как и в )ча -канале) большая а,- субъединица Са -канала обусловливает его многие функциональные свойсзъа. Субъединица а, представляет собой белок из ! 873 аминокислот, имеющий мол.
массу 175-212 кДа. Субъедииица а, является порообразующей, содержит рецепюрные участки для антагонистов Са=- каналов и образует функционально активные Са -каналы при экспрессии ее в гезерологнчных клетках (Саггс~з!1, 1988, ! 993, ! 995, 1996; МсС1ез]геу е] а!., 1993; Сапега!1, 2000]. были клонированы кДНК, кодпрующие ппсубъединицу Са каналов, и установлена амннокислотная последовательность этой субьединицы.
Следует отметить поразительное структурное сходство Ха - и Са '-каналов. Основные субьсдиницы (а- и аксубъединицы) этих белков содерхгат четыре повторяющихся домена (1-!'т'] из 300-400 аминокислот (рис, 29). В состав всех доменов входят шесть трансмембранных а-спиральных сегментов 81-86. В сегменте 84 каждая третья аминокислота заряжена положительно. ]4- и С-концы ак субъединицы находятся в цитощщзме. По-видимому, стенки поры образованы трансмембранными сегментами всех четырех доменов. Сегменз 84, содержащий положительно заряженные остатки аргинина ю~и лизина, служи~, по-видимому, сснсором напряжения (Сапега!1, 1988„ 1995., 1996, 2000].
Рис. 28. Субьединичный состав потенциал-зависимого Ся '-канала. а1,а2,б,у и Ь- субъединицы Са -канала. щв В настоящее время клонировано несколько изоформ и,- субъединицы Са '-каналов (Нобпапп ег а)., 1994; Моп' е! а(., 1996; Вапг)ай, ! 998; Са11егай, 2000). Так, а,в-субьединица образует Са'-канал (.-тина в скелетных мышцах.
Субъединица а,с формирует Саз'-канал 1.-типа в клетках мозга, сердца, легких, фибробластах. Субъедииица а,р участвует в образовании Са '-каналов 1.-типа в клетках мозга и клетках эндокринной системы. Субъединица а,х формирует Са'-каналы Сь и Р- типа в клетках мозга и сердца. Субъединицы аш и ож образуют в нейронах мозга Са '-каналы Х- и П-типа, соответственно (Сапегай, 1995; Моп' ег а!., 1996; Валдай, 1998). Недавно клонированы иигсубъединицы, формирующие Са -каналы Т-типа в нейронах мозга крысы (Регежреуез ег а)., 1998), мыши (К! ойЬаоег е! а(., 1999) и человека (СпЬЬя е! а!., 2000).
С помощью методов молекулярного клонирования установлена первичная структура вспомогательных субъединнц Са -каналов (1яип е1 а!., 1994) Субъединица а, Са -каналов (.-типа нз скелетных мышц выделяется вместе с цигоплазматической (1-субъединицей (мол. лгасса 57 кДа) и трансмембранной у-субъединицей (мол. масса 25 кДа). Субъединицы аь П и у также взаимодействуют с белковым комплексом, состоящим из связанных дисульфидной связью цз- (мож масса 125 кДа) и б- (мол. масса 27 кДа) субъединиц (Сацегай, 1988. 1995, 1996, 2000) (рис.
28, 29). Субъединица аз представляет собой гидрофильный белок из 1106 аминокислот, имеющий несколько потенциальных трансмембраных сегментов и участков Н-связанного гликозилироваиня. В соответствии с моделью структуры Са '-каналж предложенной Каггералом в 1996 г. 1!зош е1 а!., 1994; Сайегай, 1995, 1996), аз-сУбъединнца имеет два трансмембранных сегмента.
По более поздним данным (!ау ег а!., 1991; НоГшапп ег а!., ! 994, Сапегай„2000) пз-субъединица является зкстраклеточной (рис. 29). Субъединица б представляет собой белок, имеющий один трансмембранный сегмент и лва участка гликозилирования. Трансмембранный сегмент б-субьеднницы имеет некоторое сходство с Ппсубьединицей Ха'-каналов (Вош е1 а(., 1994). Субъединица Т является белком из 222 аминокислот; имеющим четыре трансмембранных сегмента и два участка гликозилирования. Субъедииица Т входит в состав только Са -каналов 1;типа нз скелетных мыцщ.
В отличие от трансмембранных пз-, б- и у-субъединиц, субъелиница представляет собой гидрофильный белок из 524 аминокислот, расположенный на внутренней поверхности мембраны. Субъединица П ведер>кит множественные участки фосфорилнровання протеинкииазой А и протаинкиназой С (1зопз ег а1., 1994; Са11егай, 1995, 2000).
О [~ .й Т~о Фюм,о ~> И М:~ ~ < ю М ~ ~аю м о 2 Д~Р' а а~~ ~~~ьМ Я~ м о м д х Ы вЂ”. Х Л к~а Я Я Ю О 6- йГ.~ 46~~~ о '" ° ° -' .«Иос, ~- а Д2~ос~ ВРх х ю ~о~— Ф .О ф м Ф (б 1 ~С ч:~ Р ~ с ф„~ ~ ',~ ~ф ОЭ к ц о- О у~Я~ Ф д о ь >, р > о ~ ж Я Ж о '-о~~и ы ~ ~Ы 'Л Ь ~~ -ц~ сс,д и=се о ~ й.7~ „~п х ~ ~ аф о о с~ Другие типы Са -каналов также содержат вспомогательные цз-, би 0-субъединицьь Показано, что транслзембранные субъединицы менее разносюразны, чем внутриклеточные субъединицы. Так, и- и бсубъединицы кодируются одним геном, в то время как четыре гена кодируют 0-субъединицы ()3,-()4) Са '-каналов (Но1шапп ег а1., 1994; 1зопз е! а1., !994; Сапегай, 1995; Мог( ег а(., 1996). Обнаружено, что вспомогательные (1-субъединицы модулнруют функционалы<ые характеристики всех нзоформ агсубъединицы Са'- каналов: увеличивают амплитуду Са -токов, ускоряют кинетику активации и инактивации, сдвигают область активации каналов в сторону более отрицательных потенциалов (Норглапп е! а!., 1994; Ьош е! а1., 1994; Сапегай, 1995; Сепз е! а!., !998).
Как отмечалось ранее, 0-субъелиницы содержат множественные участки фосфорилирования различными киназами. Более топз, 0-субъединицы могут дефосфорилнроваться фосфатазами. Учитывая, что кинвзы н фосфатазы модулируют активность различных типов потенциал-зависимых Са -каналов во многих клетках !).еч!1ап, 1994; см. кн. Кругецкая, Лебедев. 1998), можно предположить, что эффект !)-субъединиц может быть частично связан с процессами фосфорилирования-дефосфорилирования (!зогя е! а)., !994; Саг!сга(1, 1995). Установлено, что !)-субъединицы взаимолействуюг с консервативным фрагментом цитоплазматического участка, соединяюшего трансмембранные домены ! и Д всех нзоформ и,- субьединиц Са '-каналов (()е %лагг) е! а1., 1994; Ргадпе)! е! а1., 1994) (рис. 29). В последнее время показано, что лля встраивания в мембрану класса С Са '-каналов ).-типа необходимо образование функционального комплекса между пи- и ()-субъединицами (Оао е! а)., 1999).
Кроме того, в скелетных мышцах !!м-субъединица участвует в регуляции процессов возбуждения-сокрашения (Вецгл е! а!., ! 999). Использование методов молекулярной биологии позволило выявить структурные элементы, обеспечивающие основные функции Са каналов: активацию, инактнвацию, селектнвность, взаимодействие с фармакологическими агентами. В образовании поры Са "-канала принимают участие сегменты 55, 56 н соединяющие их внеклезочные фрагменты БЬ)-ББ2 (Р-участки) всех четыРех доменов апсУбъединицы С"г -канала (Салега)1, 1995, 1996, 2000). Селективный фильтр Са -каналов. как и др)тих потенциал-зависимых каналов ()4а - и К -каналов), образован Р-участкамн всех четырех гомологичных доменов порообразуюшей о Ксубъединицы (Салега) 1, 1995; Моп ег а!..
1996). Для а„— субьединицы дигидропиридин-чувствительных Саз'- каналов (.-типа показано, что участок связывания неорганических катионов находится в поре (селективном фильтре) Са -канала. В связывании катионов участвуют карбоксильные группы четырех отрицательно заряженных остатков глутамата четырех сегментов 881- 852, обряд юнцах пору Са '-канада (Мйга!а е! а1., 1993; Уа!зй е! а)., 1993). Использование современных молекулярно-биологических методов позволило в последнее время идентифицировать в структуре потенциал- зависимых Са -каналов определенные домены и дахге отдельные аминоиюлоты, участвующие во взаимодействии с классическими блокаторами. Так, для и;-субъединицы Са -каналов 1.-типа поьзьзано, что в связывании Са -антагонистов дигидропириднновой природы принимают участие сегменты $5, 86 и соединяющий их фрагмент 881- 552 домена Ш, а з акже фрагмент 851-882 и сегмент 86 домена (У (Моп ег а1., 1996:, Рештзоп е! а)., !996).
!3 сегмегпе 85 домена 1П выявлены даже конкретные аминокислоты (Т!зг-1066 и С!и — 1070), имеющие принципиальную значимость для связывания 1,4-дигидропиридинов (МгкегдогГег ег а)., 1996). Са '-антагонисты фенилалкиламиновой природы вшимодействуют с класзером из трех аминокислот (Туг — 1463, А!в — 1467, 1!е-1470) в центре сегмента 56 домена !У а,-субьедиинцы Са '-канала 1= типа (Носйеппап е! а)., 1995). Производные бензотиазепнна (дилтиазем] взаимодействуют с сепчентами 86 доменов 1П и )У а,-субъединицы Са '- канала 1.-типа. Показано, что лля связывания с дилтиаземом важны Р)зе- 1!64 н Ча!-1165, локализованные в сегменте 86 домена Ш (Кгацз е! а!., 1998).
Установлено также, что для частотно-зависимого блокирования (азеч)ерепг)еп! Ыос)г) каналов производными фенилалкиламинов и бензотиазепннов важен сегмент Б5 домена 1Ч (Могойге е! а)., 1999). В последнее время обнарукено. что сегмент 86 домена !У имеет принципиальную значимость для связывания всех групп органических бвоьаторов Са '-каналов 1.-типа (ьдс!пока е( а).. ) 996). Все указанные выше сегменты 85, 86 и соединяющие их фрагменты 851-$82 участвуют в образовании поры Са -канала. Установлены также структурные детерминанты Са -каналов Х- типа, отвечающие за связывание ш-СВТх ПУ)А. Показано. что аз-СВТх ВЧ1А взаимодействует с вне) леточным фрагментом между сегментом 85 я Р-у (яством домена 1В о,в-субъединицы Са -канадов (Ейпог ег а!., ! 994). Для дигидропнриднн-чувствительных Са -каналов 1.-типа цз скелетных мышц, играюших ключевую роль в процессах возбуждения- сокрашения, показано.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
