Крутецкая, Лебедев, Курилова - Механизмы внутриклеточной сигнализации - 2003 (947291), страница 31
Текст из файла (страница 31)
По аналогии с потенциал-зависимыми К -каналами, депо-зависимые Са -каналы. образованнь!е ггр-белками, могут представяять собой тетрамеры (Хйп е! а(.. 1996, УЬц. ВнпЬаигпег,!998). В настоящее время клонирояано 7 генов млекопитающих (ггр 1-7)„ гомологичных ггр (В!гпЬвцпзег е! а!., 1996; 21ш е! а(., 1996; 71!о, В(гпЬацгпег, 1998; Р!ппеу, 1999Ь; Ршпеу, Мс Кау, 1999; Наг!елеей е! а!., ?000: С!арйащ е! а1, 2001; Мщ1ге„СооК 2007; Мол!ей е! а!., 7002). Так же, как ггр-белок. гомологи ггр у млекопитающих содержат 6 трансмембранных се~ментов и фрагмен~, участвующий в образовании поры канала.
Трансмембранные сегменз.ы и 50 аминоьнслоп следующих за 56 сегментном, являются наиболее консервативными у белков семейства !гр. Н-терминальный фрагл!ент включает от 329 до 374 аминокислот и также довольно консервативен. Гомолоп! Ь.р-белков, идентифицированные в таканях млекопитающих, так же. как и ггр. имеют на консервативном цитоплазматическом Х-конце три-четыре анкиринподобных ломсна (Ъуез е! а(., 1995; ХЬц е! а(.. 1996; Рцгпеу, 1997; Кйгь В!гпЬвшпег, 1998, Рщпеу, Мс Кау, !999). Эти домены могут участвовать в связывании ггр-белков со структурами цитоскелета.
«чя««» м»»яя»»»«»»е»»»ыи г т 3 г 1гр1 Сир О 2ОО фса ВОО Бас 7гаа пя»»»»»»г»«»»»»»р» Рис. 41. Предполагаемая доменнан структура белков семейства 1гр. В нижней части рисунка представлена топология в мембране мономерного мр белка. Показаны б трансмембранных сегментов и фрагмент, участвующий в образовании поры ггрканала !по Рпгпеу, ! 997). Экспрессия этих генов млекопитающих в ратличных клеточных линиях показала. что пр 1, ггр 4 и ггр 5 работают как депо-зависимые Са '- каналы 1РЬрйрр ег а!., 1996; ТЬп, В!гПЬапюег, 1998; Рпгпеу, Мс 1«ау, 1999), в то время как 1гр 3 н ггр б по-видимому фупкциониругот как Са- 143 актнвнруемые или рецептор-активируемые каналы (Воо1ау ег а)., 1997„ Рпгпеу.
Мс Кау, !999). Биофизические характеристики 1гр 4- и ггр 5- белков наиболее близки к таковым 1„.„(РЬрйрр сг а!., !996). Так, экспрессия ггр 4 в клетках линии НЕК 293 приводит к появлению токов входящего выпрямления, активнруемых ОТР7$, )Р, или гапсигаргнном. Так же. как и 1, эти токи высоко селекгивны для двухвалентных катионов по отношению к одновалентым катионам (Рг,,(Рн. = 7:П; повышение (Са '), приводит к ингибированию токов (РЬВ!рр Ы а).,! 996). С помощью методов иммунопрецнпитации показано прямое физическое взаимодействие между ггрЗ-каналом и (Рз-рецептором (Воц!ау е! а1., ! 999). Обнаружено, что во взаимодействии этих белков учасз аует С- терминальный домен (аминокислоты 742-795] ггр 3-канала и фрагмент из 289 аминокислот (аминокислоты 638-926) (Рз-рецептора.
Экспрессия в клетках НЕК 293 ггп 3-белков показала, что ггр 3-белки работают как депо-зависимые Са -каналы, прямо активнруемые !Рз-рецепторами (Воц!ау еГ а!., 1999). Кроме того, экспрессия в ллетках линни НЕК-293 цр 3-белков показала, что ггрЗ-белок входит в состав мультнмолекулярного сипжльного комплекса, содержащего белки плазматической мембраны и ЭР, игракнцие ключевую роль в процессах Са -сигнализации (Еос)гш!сЬ ег а)., 200! ). ТгрЗ-содержащий сигнальный комплекс связан с кавеолином- 1 и локализован в кавеолах. В состав этого комплекса входят фосфолипаза С, гетеротримерный О-белок (Очл,), ТгрЗ, 1р,-рецептор, БЕйСА СаАТгйаза, кавеолин-!, эзрин (рис. 42). Показано, что конденсация корзикального акгнна при действии каликулнна А или джаеплакинолида приводнг к ию пбированию входа Са и ингернализации ТгрЗ- содерягияего комплекса ('!'грЗ, О л, фосфолипаза С, кавеолии-1).
После обработки каликулином Л кавеола, содержащая сигнальные белки, отшнуровывается от плазматической мембраны и интернвлнзуется по механизму, включающему актиновые филамепты (рис. 42). Интересно, что после обработки каликулином А взаимодействие ТгрЗ и! Р;рецептора не нарушаешься. Предполагает, что актиновые филаменты, по-видимому, влияют на локализацию ТгрЗ-содержащего сигнального комплекса, а пе на связь ТгрЗ и (р,-рецептора (Еосйзч!сЬ ег а(., 2001). На клетках подчелюстных желез человека обнаружено, что Тгр1- белок также входит в состав болыцого сигнального комплекса, локализованного в кавеолах. Комплекс включаез.
Тгр1, гетеротримерный О-белок (Очл, ),! Р,-рецептор, кавеолин-1 (1.ос)гьч!сЬ ег а1., 2000) (рис. 43). В последнее время клонирован Са~ -транспортирующий белок (СаТ!), обеспечивающий транспорт Са ' в эпи.гелиальных клетках кишечника (Репй е< а!., 1999) СаТ! имеет структурное схолство с ггр- семействОМ нОНнмх каиалОВ (рие. 44).
Также как и 1гр-белки, СаТ( ьм содержит 6 трансмембранных сегментов и анкирин-подобные домены на цито плазмтическом ь оконце (Репа ег а! .. 19991. жмм ь~ 1В (((Р Птьс '4~ фз|рз ф3',к Рис. 42. Влияние реорганизации актиновых филамеитов на локализацию ТгрЗ-содержащего сигнального комплекса. !) ТгрЗ-сигнальный комплекс локализован в кавеоле. В состав мультимолекулярного комплекса входит: фосфолипаза С, гетеротримерный О-белок (Ожп), ТгрЗ, !Р,-рецептор, аЕКСА Са -АТФаза, кавеолин-1, эзрин. й)При воздействии каликулина А происхлит конденсация кортикального актина; кавеола, содержащая сигнальный комплекс, отшнуровывается ст плвзмвтнческой мембраны и ннтернализустся в клетку.
Связь между ТгрЗ и !Рз-рецептором сохраняется. ш) Агенты, вызывающие деполимерпзацию актина (цитохалазин В), препятствуют интернализации кавеолы (ло (.ос)пт(с(з е1 а!., 2001). Обнаружено, чз.о СяТ1, экспрссснровянный в яйцеклегках китайско~о хомячка, проявляет уникальные биофизические !45 характеристики стас-каналов (Нпе ег а1..
2001). Также как и стас-канал, ГаТ) имеет высокую селекгивность для Са, блокируется лантаном, инакгивируется при повышении [Са )„активируется при пассивном и активном опустошении Са -депо, в бескальциевой среде пропускает олновалегпные каэ.ионы, проводимость одиночного канала для )4а' 42-58 пСм. Предполагают, что СаТ) прндсталляет собой пору (или часть поры) иас-канала (Нпе е! а1.„2001).
Воетс и соавторы (Ноегя ес а)., 2001) провели сравнение бпофиэнческих и фармакологических характеристик СаТ1, экспрессированного а клегках почки эмбрионов человека (Р)ЕК-293), и эндогенного огас-канала в КВ).-клетках крысы. Авторы подтвердили сходщво функциональных характеристик СаТ! и стас-канала, однако обнаружили и ряд отличий. Так, в отличие от стас-каналов, СаТ) акгнвпруегся, а не ингибируется бщжатором !Рпрецепторов 2- аминоэтоксиднфснилборатом; ингибируется потенциал-зависимым обраюм анутриклеточнгями ионами алйэ'. Эти данные свидетельствуют о том, что поры СаТ) и стас-канала не являются полностью идентичными (Нос!э е! а1., 2001).
ь ~я~а г ь 3асьяа .ю~а яд! ьа минь и — э и',к м азм ььчььм и О <юс я кьюей ь Рис. 43 Локализации Тгр!-содержащего сигнального комплекса в кавеоле. К - рецептор: 0 - С-белок; Р(.С - фосфолипаза С; Р)Р фосфатидилиноэптол-4, 5-дифосфат; )р,й — 1!'прецептор; А- анкирин-подобный домен белка Тгр1. Стрелкой с вопросом показано взаимодействие между !Рз-рецептором и Тгр!-белком (по !.ос)ох(сп е! а1., 2000). Клонирование гомологов цр-белков у млекопитающих ознаменовало новый период в выяснении молекулярных основ емкостного входа Са в клетки.
Однако несмотря на впечатляющие успехи, достигнутые в изучении белков ггр-семейства, роль гомологов ггр у млекопитающих в осуществлении депо-зависимого входа Са остается неясной. Можно надеяться, что использование комплекса молекулярно- биологических и биофизических метолов будет способствовать идензификации депо-зависимых Са -каналов, а также выяснению их физиологической значимости. Устмювление субъединичной структуры депо-зависимых Са -каналов может бьп:.ь также полезным для выяснении природы сицила от опустошенных Са -депо, так как депо-зависимый Са -канал является мишенью для это~о сигнала. сои .1 72? АК Рис.
44. Топология в мембране СяТ1-белка, имеющего структурное сходство с Ггр-белками (Репб ез а1., 1999). 5.3.2.5. Функционяльнян роль депо-зависимого входя Са з+ Емкостной вход Са является главным, если не единственным, механизмом регулируемого входа Са в "классических" иевозбудпмых клез ках. таких как эпнтелиальные клетки и клетки крови. Депо- зависимый вход Га играет ключевую роль во многих процессах клеточной сигнализации: восполнении опустошенных внутриклеточных Са -депо; генерации Са -осцилляций и Са '-волн; регуляции активности ферментов, таких как аденилатциклаза и фосфолипаза А,; регуляции процессов фототрансдукции в фоторецешорах Пгаьорй((а; активации процессов митогенеза в лил1фоцитах и фнбробластах; регуляции роста и дифференцировки клеток; активации апоптоза.
В клетках крови депо- зависимый вход Са имеет принципиальную значимость для выполнения многих важных функций, таких как секреция н хемотаксис (Рп!пеу, 1997, 2001). 5.3.2.6. Возможная роль депо-зависимого входя Ся ' в различных пятгшогических процессах В настоящее время известно мало патологических состояний, которые связаны с нарушением депо-зависимого входа Са . Так, показано, что в Т-лнлзфо!штах, выделенных из больных наследственной формой иммунодефицита, мобилизация Са из депо происходит нормально, а депо-зависимый вход Са ие набчюдается (Раг(ьей е! а!., 1994; 1.е Пени ег а1., 1995).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
