Крутецкая, Лебедев, Курилова - Механизмы внутриклеточной сигнализации - 2003 (947291), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Этот комплекс активирует протеинкиназу, катализирую2цую фосфорилирование неактивного белка, что приводит к активации последнего и возникновению клеточного ответа (ВепЫ3с, 1984, 1987, 1993; Ве2тЫ3е, 12«!пе, 1984, 1989; Кругецкая, Лебедев, 1992а). Оставшийся в мембране РАС активи ет протеннкиназу С. Для этого необходимы кислый фосфолипид фосфатидилсерин (ФС) и Саз". Протеинкиназа С катализнрует присоелинение фосфата к остаткам серина иян треоннна неалтивного белка, белок активируется, запускается цепь внутриклеточных реакций„и в конечном итоге возникает ответная реакция клетки ()ЧЬ)2!1п)га, 1934, 1933, 1995).
РАО фосфорилируется диацилглнцеринкнназой с образованием фосфатндной кислоты (для осуществления этой реакции необходим АТФ) (ВепЫйе, 1гтйпе, 1984). Возможно, фосфпгий(ая кислота выполняет 2+ функцию кальциевого нонофора и транспортирует Са через плаэматическую мембрану, модифицируя структуру липидного бислоя таким образом, что образуются учасгки с небислойной упаковкой молекул. Г1ри этом на границе бислоя и монослоя образуются дефекты, «каналы» для ионов Са ' (Е!Ые, ВЫюе, 1979).
РАС солержит, как правило, во втором положении остаток арахидоиовой кислоты. Образующаяся под действием диацилглицеринлипазы, свободная арахилоновая кислота представляет собой исходный материал для синтеза физиологически активных соединений — простагландинов, лейкотрненов, тромбоксанов. Они, в свою очередь, способны эффективно модулировать разнообразные реакции в клетке (см.
ниже). (1,4,5)!Рэ дсфосфорилируется под дейсгвием 5-фосфагазы до инозитол-!,4-дифосфата, (1,4) (Р2, или наоборот, может фосфорилироваться до инозитол-1,3,4,5-тетракнфосфата, 1Р„, при действии 3-киназы (ВезтЫйе,!гк!пе, 1984, 1939) (рис. 12).
Конечная стадия в цикле ииозитолфосфатов — превращение инозитолмонофосфата (1Р) в свободный инознтол, которое катазизируется ферментом инозитол-1-монофосфатазой. Активность этого фермента блокируется ионами Б! . Именно этим обьясняется эффективное лечение ионами (Р маниакально-депрессивных психозов н некоторых других заболеваний нервной системы.
Блокада литием ннозитол-1- монофосфатазы замедляет синтез инозитола в организме и ослабляет протекающие в нейронах процессы, зависящие от мегаболизма фосфоинознтидов. Эффект!.!' специфичен, 1л не действует на нормальнс функционирующие рецепторы, а "находит"' и тормозит гиперактивньи е„ябб ехе ИЕЕЙ,.„'::~46~" ) ф фь ь сус!ю!1,3.4,3)1Р3 ф~ „ ееи . (!.3,4,5)!Р4 с(! 3)!Р !!.3.4.б)!! 4;! 34!! 1!)!Р е ',1.3.4.3,б)!Рб ! 1.38Р3 )ПРЯМ) 1(Р) 1рбр !р„р ~3 4 б бррл 1!)!Р. '31)Р рецепторы (ВепЫбе, 1984, 1987, 1993; Вегг!48е, !гч!пе, 1984, 1989). Рис. 12. Фосфоинозитидный путь передачи сигнала и метаболизм инозитолфосфата о клетках.
Активация агонистом мембранного рецептора (й) приводи~ к активации гетеротримерного (нбелка (()р) и последующей стимуляции полифосфоинозитид-специфической фосфолипазы С (РЬС), которая катализирует гидролиз фосфатиднлинозитол 4,5-дифосфата (Р1Рз) с образованием двух вторичных мессенджеров: инозитол-1,4,5-трифосфатг (1,4,5)!Рь вызываощего мобилизацию Са из лспо, и диацилглицеролв (0зз), активирующего протеинкиназу С. Минорным продуктом гидролнза Р!рз является циклическое производное (1,4,5))Р,, циклический (1:2,4,5)1Рз.
(1,4,5)1Рз дефосфорилируется под лействием 5-фосфагазы (5Р) до инозитол-1„4-дифосфата (1,4)1рз, или, наоборот, может фосфорилироваться до инозитол-1,3,4,5-тетракифосфата, (1,3,4.5))р„при действии 3-киназы (ЗК) (по Рнгцеу, 1997). По-видимому, при передаче сигнала с помощью пшролиза фосфоинозитидов пути внутриклеточной сигнализации могуч раздваива~ься.
Это связано с тем. что гидролиз Р1Р. приводит к образованию ~вух вторичных посредников:! Р; и !»АС. Роли разных ветвей фосфоинознтидного пути передачи сигнала могут быть исследованы с помощью химических соединений, имитирующих действие 1Рз илн 1»АСь Так, эффект 13АС сходан с лействием форболовых эфиров, активирующнх протеинкиназу С. Форболовые эфиры выделены из масла семян восточноазиатского лревесного растения Сго!оЬ !!81)цш и обладают мощным канцерогенным действием — резко ускоряют инициацию опухолей канцерогенами. Сродство наиболее активного форболового эфира — ТРА !!2-0- тетрадеканонлфорбол-13-ацетата) к протеинкиназе С чрезвычайно высоко: значения соответствующих констант диссоциации комплекса достигают 60 пМ !)4!зЬ!ац)са, 1984, !988).
Действие 1Рз имитируется кальциевыми нонофорами — А23! 87, ионол~ициноьь Между ветвями фосфоииознтидного пути существует синергнзм: форболовый эфир и Са -ионофор инициируют деление ряда клеток. Фосфоинозитиды контролируют такие процессы, как секреция гормонов, транспорт ионов, размножение клеток (Веггк)йе, 1гт!пе, 1989; ВепЫйе, 1993). 4.2.1. Структура и регуляции фосфолипазы С Ключевой фермент фосфоинозитидного пути ФЛС идентифицирован во всех клетках млекопитающих, у растений и микроорганизмов. В тканях млекопитающих ФЛС представлена несколькими изоформамн, которые различаются по мол. массе, нзоэлехтрнческой точке, рН-зависимости, первичной структуре (Сгоо)ге, Веппег, 1989; й)»ее е! а)., 1989).
Все известные к настоящему времени нзоформы ФЛС разделяют на три основные группы: )3, 7 и Ь. Однако внутри этих групп также выявляются различные изоферменты. Мол. массы изоформ ФЛС составляют: ! 50 кДа !ФЛС-О!), 145 КДа )ФЛС-71), 85 кДа )ФЛС-б!) 1Изее е1 а1., 1989; Мотя е! а!., 1990). У млекопитающих идентифицировано 10 изоформ ФЛС, включая четыре !), две т и четыре Ь нзоформы. Первичная струюура трех основных групп ФЛС сильно ошичаегся друг от друга: в их аминокнслотных последовательностях выявляются только лва гомологичных домена - Х и У, состоящие из 170 и 2бО аминокислот, соответственно.
Этн Х и Ъ' участки формируют структуру каталитического центра фермента. Кроме того, все изоформы ФЛС содержат один илн два РН-домена !р1ес) згпп-авизо)обу г)опза)пяь которые прелставляют собой белковыс модули нз 100 алгинокислот. РН- долзен обнар»жен на ььтерминальном участке. прелгяестауюшем Х- домен», во всех трех изоформах ФЛС <).ее, К!зее. !995). ФЛС-у содержгп такжс дополиительиый РН-домел, расположенный между Х- и У- долгенами. В изоформах (1 и б каталитические й- и Уьдомеиы разделевы короткой последовательностью из 50-70 аминокислот. В то же время.
в ФЛС-у между Х- и г'-доменами нахолится длинная последовательность пз 400 аминокислот, включающая ЗН-домены (згс-)гопзо1оду допза)пз) - лва ЗН домена и один ЗНз-долген. БН,- и БН;домены представляют собой малые белковые модули из 100 и 50 аминокислот соответственно, участвующие в белок-белковых взаимодействиях. ЗНз-домел взаимодействуег с белками, содержащими фосфорилированый остаток тирозина, включенный в специфическую последовательность амииокислот. ЬНз-домен связывается с короткими аминокислотными последовкгельностями, содернсащими пролин, присутствующими, например, в белках цитоскелета (1.ее, й бее, 1995). Большое разнообразие изоформ ФЛС и их сложная структура свидетельствуют о сугцествовании различных путей регуляции этой ключевой реакции обмена фосфоинозитидов.
установлено по меиьшей мере два механизма активации гилролиза фосфоинозитидов: путем тирозинового фосфорилирования и с участием О-белков (Моггй еГ а1., 1990; Р)зес, 1991; й)зее, СЪо), 1992; )4)зЫхп)га, 1995). Рецепторы большинства гормонов, повышающих (Са )„сопряжены с ФЛС с помощью О-белков, а рецепторы факторов роста активируют ФХ!С путем тирозинового фосфорилироваиия.
у-изоформы ФЛС активирукпся рецепторными или цитоплазматическими тирозинкииазами (Й)зее, 1991; %ап) е! а1., 1992). Так, связывание эпидермального фактора роста или фактора роста зромбоцитов с рецепторами, имеющими собствеииую тирозинкиназную активность, вызывает димеризацию рецепторов, активацию тирозинкиназы и быстрое аутофосфорилирование рецепторов. В результате аутофосфорилирования рецепторов образуются участки для связывания БНз-доменов ФЛС-71 или ФЛС-72. В ршультате происходит фосфорилирование остатков тирозина 771, 733 и !254 на ФЛС-у! или остатков тирозина 753 и 759 иа ФЛС-72 (экспрессированной в основном в гематопоэгических клетках).
После фосфорилирования по тирозину ФХ1С- 71 и ФЛС-у2 транслоцируются из цитоплазмы к мембране и вызывают гидролиз фосфоииозитидов ()ч)я)з)апУа, 1995). Обнаружено также, что фосфорилирование тирозина ФЛС-71 приводит к ее транслокации к актиновым фипаментам; во взаимодействии с филаментами учасгвует БНз-домен ФЛС-71 (Уапя е! а1., 1994). Можно предположить, что это взаимодействие с цитоскелетом способствует транслокации фермента к его субстрату в мембране. Активация р-изоформ ФЛС происходит при взаимодействии агонистов с рецепторами, связанными с О-белками.
Показано, что ФХ1С- ()1, ФЛС-Д2 и ФЛС-(13 актпвируются о-субьединицами Оч-белков (Бпзгсйа ег а(., 1991; 5шгс)га. Вгегпзче(з, 1993; 1.ее, йЬее, 1995). ФЛС-)33 и в меньшей степени ФЛС-(32 и ФЛС-(31 также активируются (3у-субьединицами С- белков !Сашрз ег а!, 1992: 5пзгс)га, 5)егпже)з, !995). о.
-субьединицы С„- белков н ()у-димеры С-белков взаимодействуют с разными участками ФЛС-!3. а,гсубьелиннцы связываются с С-терминальным фрагментом, следующим за У-доменоьь в то время как Ву-димеры взаимодействуют с ) чтерминальным участком„предшествующим Х-домену (1.ее, йпее, 1995). Наличие разных участков связывания для о - и ()у-субьединиц свидетельствует о том, что (3-нзоформы ФЛС могуг аддитивно акгивироваться ая- и )3у-субьединицами. В последнее время показано, что рецепторы, связанные с С- белками, активируют не только (3-изоформы ФЛС, но могут стимулировать и ФЛС-у) (()Ьаг, Я!тц)г)а, 1994).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
