Крутецкая, Лебедев, Курилова - Механизмы внутриклеточной сигнализации - 2003 (947291), страница 27
Текст из файла (страница 27)
гепатопитах и санитах Хепораа экстракты вызывали двухфазные Са -сигнала<, связанные с мобилизацией Са из депо и входом Са из наружной среды. Са -ответы, вызываемые экстрактом, полностью блокируются при приложении ннп<битора 1р,-рецепторов гендрина или антагониста мускариновых рецепторов атропина, что свидетельствует о том, что экстракт моя<ет активнровать мускариновые рецепторы в плазматической мембране, что приводит к увеличению концентрации 1Р<. Эти данные позволяют авторам предположить, что неочищенные экстракты клеток солар<хат несколько активных факторов н таким образом поставить под сомнение роль С1Г как сигнала для активации емкостиого входа Са " (Сй!оп е< а)., 1995).
В лаборкюрии Х~нли (Епп ег а)., 1995; Тпоглаз, Нап)еу, 1995) из экстракта Т-клеток линии )цг)гаг был выделен С! Г, активируюп1нй вход Са при микроиньекции его в ооциты Хепорщ. Этот новый С)Е, действующий с внутренней поверхности мембраны, представляет собой полярное фосфорилнрованное соединение малой мол. массы (<1000 Да). Рак же как и в работе Ранлриамампита и Твена (Капг)г!ашашр!га, Тз)еп, 1995), активность этого С!Г потенциирустся при приложении ингибитора фосфатаз окаданковой кислоты (Тйопзаз„Нап)еу, 1995). В пользу существования растворимого мессенджера, освобождающстося прн опустошении Са -депо и актнвирующего вход Са, свидетельствуют также данные, полученные на нейтрофилах человека с использованием новой методики конфокального лазерного сканирования (Ре100 Найе11, 1996).
Обнаружено временное и просзранственное разобщение мобилизации Са'" из депо и входа Са~ в нейтрофилы. Освобождение Са- нз депо, охватывающее в среднем область 0,78 мкм в диаметре, всегда предшествует входу Са, который регистрируется в среднем через 840 мс после начала мобилизации Са'. Квадрат расстояния (4,28 мкм) между участком мобилизации Са и плазматической мембраной коррелирует с временем между мобилизацией Са из депо и входом Са в клетку, что согласуется с диффузией мессенджера от Са -депо к Са '-каналам в плазматической мембране.
Этот мессенджер, диффунлирующий на среднее расстояние 4,28 мкм к плазматической мембране. имеет коэффициент диффузии 20 мкм /с и мол. массу 15 кДа (Репи, Найеп, 199б). Таким образом, данные о природе С1Е весьма противоречивы и для подтверждения этой мгщели необходима более четкая и полная идентификация С !Г На роль вторичных посредников. активирующих депо-зависимый вход Са ', выдвиганпся такя<е следующие агенты.
Так, было высказано предположение, что цГ'МФ может являться сигналом для активации или модулятором депо-зависимою входа Са в ацинарные клетки поджелудочной железы (Рапдо1, Бс)юе)бе!г)-Рауле„1990: Вайпзоп ег а1., 1993, 'Хн е( а1., 1994). На некоторых типах клеток обнаружено участие гегеротримерных О-белков ()асоп! ег а)., !993; Гетапдо, Вагпп, 1994; Регегаеп. ВеггЫйе, 1995; Хо е! а)., 1995) или О-белков малой мол. массы (В!гф Рпщеу, 1993; Разо!аго ег а)., 1993; 5опзазщк!агапэ ег а1., 1995; йозаг)о, майе, 2000)з) в регуляции емкостного входа Газ'. В соответствии с одной из моделей депо-зависимого входа Са ' цитохром Р-450, расположенный в мембране Са -дено. нли один из продуктов его метаболизлга может передавать сигнал от опустошенных Са -депо к плазматической мембране, инициируя тем самым вход Са (А(вагах ег а1., 1991, 1992; Мол!его ет а!., 1991).
В пользу этой модели свидетельствуют данные о том. что "емкостной" вход Са в разных объектах эффективно блокируешя ингибиторами цитохром Р-450-подобных ферментов имидазольными антимикотическими агентами (эьоназолом, миконаюлом, юютримазололл проадифеном) (Крутецкая и лр., 1998; Ваг еаш е( а!., 1992; кзазоп е) а(., !993; Мелке!-Ве((ец е( а)., 1996; Х1ао е( а1.. 1998). Предполагают также, что компонентом С!Г, активирующим депо- зависимый вход Са в клетки, можег быль арахидоновая кислота (Кя)яа)шз)ц е) а(., 1996: Нап г)ег Хее е) а1., 1995) или пролукт эпоксигеназного пути окисления арахидоновой кислоты - 5,6- эпоксиэйкозатриеновая кислота (Сга)ег е( а1., 1995; Кз)ба)(пв)г( е) а1., 1999).
Существует также предположение, что ключевую роль в перелаче лнформации о г Са -дело к плазматической мембране играет фосфорилирование белков по тирознну (нов!в! ег а1., !991; нозга1, 5Ьп!шап, 1992; Вагйеап( е) а)., 1993а, 1993Ь; баде е) а)., 1994). Востал и дР. (Нома) е) а!., ! 991) прелположили, что цитоплазматический Са ' и Са ' в депо антагонистически регулируют фосфорилирование специфических белков тромбопитов по тирозину и вход Са в клетку.
В этой модели повышение концентрации Са в цитоплазме активирует тпрозинкиназу. что приводит к фосфорилированию специфических белков (мол. масса 130 кДа) в тромбоцитах и способствует входу Са ', по-видимому путем прямого влияния на Са '-каналы в плазматической мембране. Повышение концентрации Са в депо вызывает активацию тирозинфосфатазы, локализованной в мембране ЭР, так что восполнение Са -депо уменьшает фосфорилирование по тнрозину и, следовательно, вход Са Установлено, что белок с мол. массой 130 кДа представляет собой винкулнн, связанный с микрофиламентами.
Предполагангг, что фосфорилирование вник>лина по тирозину может участвовать в регуляции проницаемости плазматической мембраны для Са, повидилзамуч пУгем взаимолейшвия со структУрами пнтоскечета (Ноз)а), ЯЬп)шап. 1992). В пользу этой гипотсзы (Ноьза) ег а! . ! 991) свидетельствуют данные о том, что ингибиторы тирозинкиназ подавляют вызывасмын агонистами и тапсигаргином вход Са в тромбоциты (Багяегл( е! а!., !993а, ! 993Ь) и фибробласты ((.ее е( а1.. 1993) человека, ацпнарные клетки поджелудочной железы мыши (Уп1е е) а1., 1994; РГе)((ег е) а!., !995), лимфоциты (Тере) е) а!., 1994) и эндотелиальные клетъи пупочной вены (Кгцзе е! а1., 1994: Р!епппб е) а)., 1995. 1996) человека, эпителпальные клетки толстой кишки (В(эсйог" ег а1., 1995), эндотезиальные клетки коронарной артерии свиньи (БЬашза, ()ас)з, 1996), перитонсальные макрофаги крысы (Крутецкая и др. 1997а).
Роль фосфорилирования тирозина в регуляции депо-тависимого входа Са в различные гнпы клеток полробно описана ранее (Крутецкая, Лебедев, 1998). Модель, "конформацноиного связывания" ("соа(оггпа!(она! совр!йзя" тоде!). Илея о возможности прямого взаимодействия между ыб ЭР и плазматнческой мембраной была впервые высказана Робином Ирвином (1гя)пе, 1990) на основании обнаруженной гомологни межлу !Рп рецепзиром и рианодиновым рецептором в скелетных мышцах. По модели Ирвина, концентрация Са в полос~и депо играет ведушуго роль в 2+ регуляции высвобождения Са ' из детю. Считается„что 1Рз-рецептор, траисмсмбранный белок мембраны ЭР, имеет два аллостерическнх участка связывания: один участок, обращенный к цнтоплазме, связывает 1Рз, другой участок, обращенный в полость депо, связывает Саз'.
Предполагается также, чпз связывание Саз со своим участком увеличивает сродство рецептора к !Рз, а связывание 1Рз с рецептором увеличивает сродство кальциевого покуса к Саз . Прн связывании Са со 2~ 2~ своим локусом присходит открывание канала Са" -выброса и выход Са в питоплазму. По аналогии с рианплнновым рецегпо!юм, который связывает мембрану СР с мембраной Т-трубочек в скелетных мышцах, Ирвин предположил, что 1р,-рецептор может образовывать "мостик" между внугрнклеточным кшгьциевым депо и плазматической мембраной. ! Рз-рецептор взаимодействует с белком в плазматической мембране (возможно с 1Р4-рецептором). Считается, что сродство !Рз-рецептора к участку связывания его с плазматической мембраной модулнруегся кальцием внутри полости депо н 1Рз в цитозспе.
Низкая концентрация и Са в депо и высокая концентрация !Р, способствуют диссоциацни !Рзрецептора и белка в плазматической мембране (1Р,-рецептора). Диссоциация этих двух белков приводит к освобождению Саз' нз депо через канал 1Р,-рецептора, а также входу Са" из наружной среды. Связывание 1Р, со своим рецептором в плазматической мембране также, по-видимому, способствует стщеплению !Р,-рецептора от мембраны. Таким образом, совместное действие 1Рз и 1Р„н истощение кальциевого депо вызывают изменение конформации 1Р,-рецептора, диссоциацню его от плазматической мембраны и вход Са" в клетку ()гчпе, 1990).
Берридж (Веггн)яе, 1995а) развил модель Ирвина н предположил, что связь между опустошением внугриклеточных Са '.депо и активацией Са -каналов в плазматнческой мембране осуществляется путем прямого взаимодействия между 1Рз-рецептором в мембране ЭР и Саз -каналом в плазматнческой мембране !рис. 35). Для описания этого типа взаимодействий Беррндж ввел понятие "ьонформационнсе связывание" 1сопрогщайопа) соцрйпя). В соответствии с моделью Беррнлжа, большая цитоплазматическая "головка" !Р,-рецептора, локализованная в непосредственной близости к плазматической мембране, интегрирует сигналы, регулирующие емкостиой вход Са, и передает информацию 2~ непосредственно на депо-зависимый Са -каны.
1Р,-рецепторы могут иметь лве различные функции: освобождать Са ' в цитозоль нлн передавать информацию Са -каналам в плазматнческой мембране. Учитывая, что существуют различные изоформы 1Рз-рецептора, вполне 1зт возможно, что эти две сигнальные функции могут осуществляться различными рецепторами. Берридж предппложил, что !Р,-рецептор типа 1 опосредует мобилизацию Са из депо, в то время как! Р,-рецептор типа 3 специфически связывается с депо-зависимым Са~ -каналом (ВеггЫяе, 1995а).
Агонист Рис. 35. Модель конфирмационного связывании (соп1огща!!она! совр!!пл щог)е1). Связь между опустошением Са -депо и активацией Са -каналов в плазматической мембране осуществляется путем физического взаимодействия между !Р,-рецептором (1К) и Самканалом. Это может быть прямое белок-белковое взаимодействие или мажет включать взаимодействия с цитоскелетом. К вЂ” рецептор; П, - С-белок.„Р1 С -фосфолипаза С ( по ВеггЫйе, 1995а).
В пользу модели конформационного связывания свидетельствуют 2 данные о пространственной локализации входа Са в непосредственной близости к участкам мобилизации Саз' из депо. Так, показано, что в ооцитах Хепорпз емкостной вход Са колокализован с опустошенными Са -депо, что исключает участие растворимого посредника в активации дело-зависимого входа Са (Регегяеп, Вен!г)це, 1996). Обнаружено также„ что емкостной вход Са происходит только в участках мембраны ооцитов, к которым близко подходит ЭР (Засол) е! а!., 1997). Колокализация депо-зависимого входа Са и участков !Р,- индуцированного выброса Са ' показана с помощью конфокальной микроскопии и для эндотелиальных клеток (Нцяег е! а!., 1999).
Представляет интерес новый вариант модели сопряжения, в соответствии с которой !Рз-рецептор, расположенный в мембране ЭР, ггв прямо связан с фосфкгилнлинозитол-4,5-дифосфатом (Р!Рз). локализованным в плазматической мембране ((,црц е! а1., 1998). В нестимулированных клетках часть 1Р,-рецепторов ингибирована вследствие взаимолействия с Р(Рз (рис. 36). Стюиуляция клеток агоннсгами вызывает активацию фосфолипазы С, расшепляющей зту связь, что приводит к одновременному удалению ингибгггора (Р!Рз) и продукции алтнватора (!Р,) 1Рз-рецептора.
Образовавшийся 1Р, активирует 1Р;рецептор и индуцирует мобилизацию Са ' из депо (Ецрц е! а1., 1995). вам!ич ыь»е яеэ»ч»»Ам»О»с»;ю и - яме»»»а»»ж Р!Р, !лар» Рис. Зб. Модель функционального связывания между 1Рзрецептором (1Рзй) и фосфатидилинозитол-4, 5-лифосфатом (1'1Р2). В нестимулированных клетках часть 1Р»-рецепторов ингнбирована вследствие взаимодействия с Р!Рз (гезбпя яа!е).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
