Крутецкая, Лебедев, Курилова - Механизмы внутриклеточной сигнализации - 2003 (947291), страница 25
Текст из файла (страница 25)
гго внутриклеточиые участки, соединяюгцие домены В н ! П и домены В! и !Ч а,-субъединицы Са -канала. взаимодействуют со специфическим фрагментом рнанодннового рецептора [Куй-1) (аминокислоты (.уз-954 — Азп-11 12) ((.еопй, ыг (т(ас(.еппао, !998). Известно, что КуК-1 не только "получает сигнал" от дигидропиридиноаого рецептора, но и "посьшает" ретроградный сигнал, который увеличивает активность Са "-канала Обнаруже><о, что фрагмент Куй-), вкшочаюший аминокислоты 1635-2636, имеет принципиальную значимость для процессов возбуждения — сокращения н увеличения активности Са -каналов 1.-типа, а то время ьак последовательность аминокислот (2659-3720) важна только для пояышеиия активности Са'- каиалоа (Найк! е! а!., 1998).
Как отмечалось ранее, инагтиаация Са"-каналоя более сложная, чем йа -каналов. В дополнение к потенциал-заяисимой инактиаации (которая я 50 раз более медленная, чем у !ча -каналов), для Са '-каналов обнаружена Са -зависимая инактивация. яозникакхщая а результате повышения [Са'), ао время деполяризующего импульса. Обнаружено, что сепчент 86 домена 1 и небольшие янузри- н внеклеточные участки, примгякаюшие к этому сегменту в о,-субъединице Са'-канала, могут быть молекулярными детерминантами потенциал-заяисимой инаьтияации (Ейапй е! а!., 1994). Исследояания последних лет показали, что для потенциаэ-заяисимой ннактивации Са '-каналов имеет также значение анугриклеточный С-терминальный фрагмент цксубъединицьь Так, я С- терминальном участке аю-субьединицы Саг"-каналов выявлен фрагмент из 80 аминокислот(1572-!65!), определяющий как потенциал-зааисимую, так и Са" -зависиму!о инактивацию (бо!да!ок ег а!., 1997).
С использованием флуоресцентной микроскопии одиночных молекул показано, что Са -каналы (.-типа нз клеток сердца образуют большие агрегаты (кластеры), имеющие значительную подвижность в мембране (Наппз е! а!., 200! ). 5.'3.1.2. Модуляция активности Са"-каналов Са -канш|ы, так же как н 1ча - и К -каналы, регулируются и модулируются различными физиологическими факторами: гормонами, нейротрансмитгерами, С-белкамн. В настоящее время достаточно хорошо изучена модуляция активности Саг -каналов серии/треоиииоаыми киназамв, .икими как протеинкиназа С, протеинкиназа А и Са '- кальмодулин-завнсимая каназа (1.ещ!ап, !985, 1988, 1994; Нй!с, 1992; Нозеу е! а1., ! 992). Сравнительно недавно появились данные, свидетельствующие о роли тирозинкиназ и тнрозинфосфятаз в регуляции активности раътичных типов Са '-каналов (см. кн.
Крутецкая, Лебедев, 1998; Раи!з е! а!., 2001). Для семейстяа Са,! Са -каналов (каналы 1 -типа) одним нз основных механизмов регуляции является фосфорилироаание их различными протеинкииазами (Саг!егай, 2000). Так, фосфорилироаание Са"-ьаналоя!.-типа а скелетных мышцах (каналы Са, 1.1) протеинкиназой А приводит к увеличению Са -токов. Участками фосфорилирования протеинкиназой А являкзтся: Бег 687 во внутриклеточном фрагменте между доменами П и П! и 5ег 1854 на С-конце п1-субьединицы, а также 5ег 182 н Тге 205 на ()-субъедннице Са~ -канала (рис. 29).
Са -каналы !.— типа в сердечных мышцах (каналы Са„(.2) также аффективно модулируются протеинкиназой А и протеинкиназой С (Саг!егай, 2000; Кашр, Нед, 2000). Фосфорилнрование С'г -каналов этими прстеинкиназами приводит к увеличению Са -токов. ПКА активируется прн активации (11- и 02-адренорецепторов, а НКС активируется при активации гх1-адренорецепторов. ПКА фосфорилнрует 8ег 1928 на С- конце а!-субъединнцы и 5ег 478 и йег 479 на П-субъединице Саз'-лапала. Участками фосфорюпгрования каналов протеинкиназой С являются Тге 27 и Тге 31 на )Ч-конце о1-субьелиниггы (рис.
30). Обнаружено. что в скелетных и сердечньш мышцах протеинкиназа Л заякорена около Са каналов с помощью заякориваюшего белка АКАР 15 (Са!!егаП, 2000; Капгр, Ней, 2000). Для Са -каналов М- и Р/()-типов (Са„2) (но не 1-типа) одним из основных механизмов регуляции является модуляция рецепторами для нейротрвисмизтеров, которые активирукп О-белки, чувствительные к коюношному токсииу. Наблюдается сдвиг кривой зависимости алтивации канала от мембранного потенциала в сторону положительных потенциалов и замедление кинетики активации. Обнаружено.
что модулируюгпий аффект нейротрансмитгеров обусловлен !)усубьединицамн О-белков, которые прямо связываются с а,-субъединицей Са -каналов (Во!р)з!и, 1995, 1998; Негрйхе ег а(., 1996, 1997; Ве Ъраагг! ег а!., 1997; Сапегай, 2000]. Значительное число зкспериментальных данных свидетельствует о том„что !)7-субъединипы О-белков прямо взаимодействуют с фршыентом из пяти аминокислот (О!и-Х-Х-О!гндг8), расположенным во внутриклеточном участке, соединяющем домены 1 и И и,„- или сгнив-субъедингсцы Са -каналов Р/х)- или )ч-тиша, соответственна (Во!РЫп, 1995, 1998, Нег!пге сг а)., !996, 1997; Ве (Уаагб ес а)., 1997; Сапегай, 2000) (рис. 31). Нейротрансмиттеры, активнруюшие протеинкиназу С, обращают игп ибирование Са,2 каналов Пусубьелиннцами О-белков.
Это обусловлено фосфорилнрованием протеинкнназой С участков а1-субъединицы„расположенных во внутриклеточном фрагмензе между доменами 1 и И рядом с участком связывания Пу-субъединнц (Еапзроп! е! а1., 1997) (рис. 31). Ранее было усганошзено, что фрагмент О!п-Х-Х-О!п-Лгй участвует также во взаимодействии Пу-субъедиииц С-белков с такими белками мигпенямн. как аденилатциклаза типа П, фосфолнпаза С()з и К -каналы входящего выпрямленна (Слеп ег а!., 1995).
<л . <Йа а с~'~ с~д д д о— ж х~.о в ~.а о м а иы" Х й 4Р ю о ~ ы О.~ а Ф Ю й ч Ы ц Ф и Я ,"б $ о ы ~ о сч а~ с~ о е- к О ~Ж а. Я Ю 4 $" щ ж ~ы~ ~~а и " о > ~~ м ~с е а Я ~~-' с ~айж5 М Х М с4 се о о, о~ а ж~< м ~ ~о< Х ~'о ~~ 1О О о ~ ю ~ил з=о ~ю ~ а~с» Я ( ь а о й Х Я б йо „о~~ р.с~ с оО 1гв Показано. что замена аргннина в этом фрагменте приводит к существенному замедлению кинетики инактнвацни Са -каналов.
Особую значимость лля взаимодействия с Пу-субъединицамн О- белков имеет аминокислота, находящаяся в т.ретьем положении фрагмента О)п-Х-Х-О1п-Агк (Негйгге ег а!., !997). Ранее отмечалось, что ))-субъеднннца Са -каналов также взаимодействует с цнтоплазматическнм участком, соединяющим домены ! и П а,- субъеднниц С» -каналов (Ое %аагг) е! а)., 1994; Ргаяпей е! а!., 1994).
Таким образом, внутриклеточный участок, соединяющий домены ! и П а,-субъеднницы Саз -каналов, важен лля трех различных регуляторных влияний на активность Са -каналов: связывания субъеднннц Са -каналов, модуляции С-белками и потенциал-зависимой инактнвацнн..это неудивительно, так как внутриклеточные участки, соединяющие гомологичные трансмембранные домены пксубьединицы, а также )ч- и С-терминальные фрагменты являются самыми большими доменами белка канала н наиболее варнабельнымн у разлнчньж изоформ а,-субъеднницы.
Вполне вероятно, что этн большие домены играют ключевую роль во взаимодействии Са -каналов с внутрнклеточными белкачн, служащими внутриклеточными эффекторамн или модулиторамп. Сложные регуляторные взаимодействия межлу внутрнклеточным участком, соединяющим домены ! н П аксубъединицы, (3-субъеднницей Са~ -каналов и ()у-субъеднннцами 6-белков могут обеспечивать тонлую регуляцню активности Са -каналов.
Ингересно, ч ю соответствующий внутрнклеточный участок а-субъеднннцы )9а -каналов содержит чножесгвенные участки фосфорнлирования протеннкнназамн А н С, которые также эффективно модулируют актнвность каналов (Сапегай, 1995, 1996). Са,2 каналы модулируются также Са- -кальмодулнном и регуляторнымн белками (рнс.
31). Связывание Са -кальмодулнна с С- концом а1-субъеднннцы прнводнт к Га -зависимой инактивацнн канала. Расположенные в пресннаптнческой мембране Са„2.1 н Са,.2.2 каналы модулируются БМАКЕ белками (синтаксин, ЯДР-25, сннаптобревин) и синаптотагмнном. Регуляторные белки взаимодействуют с учасзком, расположенным в питоплазматнческом фрагменте между доменами П и П! а1-субъединнцы канала (Сапегай. 2000). Ч.3.2. Механизмы входа Са" в невозбулимые клетки Основными пу~ями входа Са в клетку являются Са '-проницаемые ионные каналы. В нервных, мышечных и других электрически возбудимых юктлах вход Саз' обеспечивается пагенцншнзависнмыми Са '-каналами.
В невозбудимых клетках механизмы вкала Са менее изучены. Исследования последних лег, в частности с использованием метода пэтч-кламп, выявилн наличие в плазмати ~вской мембране лзногих типов клеток рецептор-управляемых Са -каналов, открывание которых связано с активацией специфических рецепторов в мембране (Ма)загпВяб(Ь е! а1., 1990; Мог)зауетв е( а!., 1991; Авдонин. Ткачук, 1994; 1чашпоо е! а1., 1992, 1995а, 1995Ь, 1995с). Выделяют три типа рецептор-управляемых Са -каналов (Ме!бо!ех(, Рогзап, 1987).
1) Собственно рецептор-управляемые Саз -каналы, у которых участок связывания лиганда и ионный канал находятся на одном и том же пояипептиде или на одном и том же молекулярном комплексе. К этой группе относя~ катианный канал никотииового ацегилхолннавого рецептора, канал )чМ(3А-рецептора. 2) Са "-каналы, регулируемые вторичными посредниками (т. е. каналы, связанные с рецептором через растворимый вторичный посредник). 3) Са -каналы. управляемые О- белкаьзи, т.е. связанные с рецептором через О-белок (МеЫо(еэ!. Роххап, !987; см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
