Крутецкая, Лебедев, Курилова - Механизмы внутриклеточной сигнализации - 2003 (947291), страница 26
Текст из файла (страница 26)
обз. Крутецкая, Лебедев, 1992а, 1992б; Авдонин, Ткачук, 1994; см. кн. Крутецкая, Х!овский, 1994! см. кн. Крутецкая. Лебедев, 20006). Все отмеченные типы Са -каналов различаются по способу активации и, вероятно, по характе)зу Са "-сигналов, которые они генерируют. Потенциал-зависимые Са '-каналы обеспечивав;т быстрый, но кратковременный вход Га '. Открывание же рецептор-управляемых Саэ-каналов приводит к быстрому и длительному увеличению концентрации цитоплазматического Са 5.3.2.1. Депо-зависимый вхол Са ' в клетки В настоящее время предполагают, что одним из основных механизмов входа Са в электрически невозбудимые клетки является так называемый депо-зависимый или "емкостной" вход Са . впервые постулированный Джеймсом Патин (Рп(псу, 1986, !990). "Емкостная" (сарае(!а1(те) модель входа Са в клетки, оаьясняюшая рецептарактивнруемый вход Са в клетки. основывается на нсслелованиях Са '- сигнализации в невозбудимых клетках экзокринных желез (ацинарных клетках околаушной железы крысы) и эпителиаэьных клетках.
Рме. 32. "Емкостнявн модель входя Сям в клетку. Л Свлзыввнневгснзктасренс тором(К) лвзнвтнчес.ой е брюс прн од . "нмют ерстр ср ого б-б ю (()г) н гюследуююей стн у цнл олнфасбюннсзнтпвспсннфнчсс.ой фосфо взм С (РсС). Обрвзунвцнйо нпомпсл-(.4.5-трнфссйат (),4„5) (Р, вкгпвнрует )Рнчувсинтв виме каневы Св - ыбрссв (4), ввпыеаи быструю мсбн юлцюо Са нз депо Освобожденно Спп нз депо юпнвнруст ка нм-то сбряюм (в чвню (() в плкзмстнческой ме брл е В тппснпзрг (зб) о всболдвст Са»' нз депо не кнсимо ст ек и лцнн мце оров н гс ср ц н!Рвсн пнфн .:и н пбнрул мнлросомллв мер»" -Атфлз (У) Оз вм. дн знюплвзмвтнческого ретнкулумв путем пасс вней утечки (3).
тб якгнвнрую езод Са" в аеп у к той ю степени. что н «гоннсты, ею н нрмоюне регрпторм (по Рипсу. (447] Ингириторьз Са~+-АТФаз оз- Тапсигаргин з„бчза-(трет-бутгьчй И4-бензогялротнаон ~~С ::3 $~нклопьязониковая к-та Рпс. 33. Структура ингибнторов эидоплазматических Саз'-АТФаз. В соответствии с емкостнои гипотезой, вход Саз' из наружной среды регулируется степенью заполнения !Рз-чувствительных Са -депо таком образом, что опустошение депо активирует вход Са '.
По аналогии с конденсатором в электрической цепи, Са -депо препятствуют входу Са, когда они заполнены, "заряжены", но мгновенно иачииазог актпвировать вход Са " в кзетку при их опустошении, "разрялке" (рнс. 32, а). Емкостной вход Са стимулируется различными агентами, такими каь Са '-мобилизующие агонисты или фармакологические агенты, общим свойством ко~орых является способность вызывать освобождение Са ' из депо Удобными инструментами для прямого исследования емкостного входа Са" оказались специфические ингибиторы эндоплазматических Са''-АТФаз, обеспечившощих аккумуляцию Са ' в ЭР или СР (рис. 33).
Типичным представителем инг.ибиторов микросомальных Са '- ЛТФаз является опухолевый промотор тапсигаргин ()асйзоп ег а!., 1988; Тйаь!гпр ег а)., 1990). Тапсигаргин представляет собой сесквитерпеновый лактон, выделяемый из растения Т)заря!а 8агйап!са. Обнарухгено, что тапсигаргин вызывает пассивную мобилизацию Са ' из внутриклеточных лепо независимо ст алтивации рецепторов и генерации инозитолфосфатов, специфически ингибируя микросомальные Са '- АТФазы ()ас)шоп ег а)., 1988; ТЛазггцр ег а1., 1989, 1990). С помощью методов направленного мутя~своза показано, что тапсигаргин специфически связывается с сегментом Бз эндоплазматических Са '- ЛТФаз (7поп8, )пез), 1998).
В соответсгвии с предсказаниями "емкостной" модели было установлено, что тапсигаргин активирует вход Са в клетку в той же степени, что и а онисты, активирующие рецепторы (Т)зазпт~р ег а!, 1990, 1994) (рис. 32, б). В дшзьнейшем были идентифицированы два других структурно отличных ингибитора микросомальных Са -ЛТФаз, которые также как тапсигаргин вызывают мобилкзацию Са ' из депо и активируют вход Са из наружной среды: циклопьязониковая кислота (Соейег е1 а)., 1988; Мазеп ег а!., 1991; Оешацгех ег а1., 1992) и 2,5-ди-(трет-бутик)-1,4- бензогидрохинон ((ЗВН()) (Мазов ег а1., 1991) (рис.
ЗЗ). Различие структуры тапсигаргина. циклопьязониковой кислоты и ()ВНО свидетельствует в пользу того, что активация входа Са не является побочным эффектом этих агентов„не связанным с ингибированием Саз'- ЛТФаз. Использование ингибиторов эндоплазматических Са *-АТФаз и других методических подходов позволило идентифицировать депо- зависимый вход Са ' в различных типах невозбуцимых клеток (эндотелиальные клетки, ацинарные клетки экзокринных желез, клетки крови, ооциты, гепатоциты и др.), а также в ряде возбудимых клеток (пшдкомышечные клетки, хромаффинные клетки, СН;-клетки гипофиза) (РагеИк Реппег.
1997; Рц1пеу. 1997: НоЫа е( а1., 1998). Депо-завнсимый вход Са является. по-видимому, универсальным механизмом регулируемого входа Са в клетки. В то же время, механизм, посредством которого информация об опустошении Са '-депо передается от ЭР к Саз'- каналам в плазматической мембране. остается неясным. пп 5.3.2.2. Модели депо-зависимого входа Саз' в клетки Выделяют четыре группы моделей депо-зависимого входа Саз' (Рц(пеу е( а1., 2001): 1) модели, предполашющие существование водорастворимого вторичного посредника.
который образуется и освобождается при опустошении Са*-депо и активирует Са "-каналы в плазматической мембране (Рц(псу, 1990, 1997; Рцшеу, В(гг(, 1993; Тгерайоча ег а1., 2000): 2) модели "конформационного связывания" (сшноппабопа! соцрйпй пзог)е(), предполагающие существование прямых белок-белковых взаимодействий между Са -депо и Са -каналом в плазматической мембране (!гт!пе, 1990, 1992; Веггк)яе, 1995а; Рщпеу, !999а.
1999Ь; Вегг!г)це е( а(., 2000: Ь4а ег а(., 2000); 3) модели. согласно которым активация емкостного входа Са ' является результатом встраивания в плазматическую мембрану мембранных везикул, содерягаших депо-зависимые Са '-каналы (Разо!а!о ег а!., 1993; бопзагцпдагаш е( а(., 1995); 4) модели связывания по типу секреции (зесте((оп-(йсе соцрйпя шоде1), предполагающие прямое физическое, но обратимое связывание внутриклеточного Са депо с плазматической мембраной путем подтягивания депо к мелзбране (Рацегзоп е! а1., !999; Уао е( а!., 1999; Козадо, баде, 2000а; Козаг)о е! а!., 2000). Модели с участием водорастворимых вто(зичиьгх посредников. После того, как модель емкостного входа Са получила широкое признание.
основные усилия исследователей были направлены на выяснение прихлопы сигнала. связывающего опустошение Са -депо с активацией Са -каналов в плазматической мембране. Ряд авторов полагает, что при опустошении Са '-дело освобождается водорастворимый мессенлжер, который диффундирует к плазматнческой мембране и активирует вход Са' (С1арЬагп, 1993; Рц!пеу, В!гг(, 1993; Рц(пеу, МсКау, 1999) (рис. 34). Веские аргументы в пользу существования растворимого посредника получены при исслеловании регуляции входа Са в ооцитах Хепорцз. С помощью метода пэтч-кламп в конфигурации "сей-а((асйеьш бьшо показано (Рше)сй е( а1., ! 993), что опустошение Са -депо, вызванное стимуляцией рецепторов 5-гидрокситриптамина, приводит к активации входящего Са -тока. При изоляции мембранного фрагмента и образзвании конфигурации "!пз!г(е-оцг" наблюдается уменьшение тока, связанное, по-видимому, с потерей фалтора.
необходимого двя активации Са -тока. Интересно, что при "возвращении" фрагмента обратно в клетку ("ра!с!нсгапзш!пй" (есЬпкрзе) происходит восстановление тока. Представляется маловероятным, что такая процедура будш способствовать восстановлению специализированных структурных связей между каналами в плазматической мембране и внутриклеточиыми содержат вещество, которое может активнровать вход Са ва всех трех типах клеток.
Это вещество было названо фактором вхола Са ' (С!Г, са(с<в<в (пйцх Гас<о<). Интересно, что С)Г активировал вход Са' только при внеклегочном приложении к интакгным клеткам. Это свидетельствует о том, что С!Г может проникать через мембрану или что происходят специфические транспортные процессы, способствующие проникновению С(Г на цитоплазматическую поверхность мембраны, где он, по-видимо<ну, действует. Авторы провели химическую идентификацию СП:. Установлено, что С!Г представляет собой низкомолекулярное фосфорилированное соединение (мол. масса 500 Да) небелковой природы, содержащее п<лроксильиые <руппы на соседних атомах углерода и имеющес суммарный отрицательный заряд (Кап<)паюапзр(га, Тыеп, 1993). В послелующей работе Рандриамампита н Тьен (Капдг(а<па<пр)<а, Тз)еп, 1995) показали, что в клетках астроцитомы ингибиторы фосфатаз оьаданковая кислота или цикзоспорин А потенциируют вход Са-', вызванный низкими концентрациями С1Г, тапсигаргина или карбахола В Т-клетках линии 3ц<(<а! окадаиковая кислота пстенциирует вход Са, индуцированный низкими концентрациями фитогемагглктина, и увеличивает количество зкстрагируемого С(Г.
Кроме того, ингибиторы фосфатаз предотвращают деградацию С!Г, наблюдающуюся в гомогенатах лимфоцитов. Данные о присутствии фактора, активирую<цего вход Са, в эксзрактах Т-клеток линии )цг(<аг н его осаобождении в цитоплазму при активации клеток были подтверждены работами <рупии Патин (В(г<) е< а(., 1995; Сц(оп е! а(., 1995). Наличие сходного фактора было обнаружено также в экстрактах нейтрофнлов (Рак(ез, Найец, 1995; ЯпЬа<а е< а(., 1996). Показано, что активаторы протеннкиназы С форболовые эфиры ингибируют Са"'-ответ клеток на приложение экстракта, но не влияют на образование фактора входа Са (Б!пЬага е! а(., 1996). Обнаружено (О<Гоп е! а(., 1995), что экстракты из Т-клеток линии )цгйа! содержат не только С1Г, но и другие сигнальные фалторы. В частности, в клетках слезных х<елез.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
