Учебное пособие Красноярск сфу 2019 (07) ббк
жүктеу/скачать 7,51 Mb. Pdf көрінісі
|
Покровский Титова 2019 Уч Клеточная сигнализация
| 6.3. Кальциевые каналы
Ионы Ca 2+ проникают в цитоплазму по градиенту концентра- ций через селективные Ca 2+ -каналы. В неактивных клетках кана- лы находятся в закрытом состоянии, так как в структуре этих белков, как правило, присутствует аутоингибирующий участок. Соответствующий сигнал приводит к изменению конформации молекулы, в результате формируются ионоселективные поры, че- рез которые ионы Ca 2+ проникают в клетку по градиенту концен- траций. Существуют разные типы кальциевых каналов, которые раз- личаются по способу регуляции. 6.3.1. Потенциал- управляемые каналы В англоязычной литературе потенциал- управляемые кана- лы обозначаются как VOC (voltage- operated channels) или VGCC (Voltage gated Ca 2+ -channel). Они активируются при изменении мембранного потенциала. В клетках скелетных мышц млекопита- ющих кальциевый канал образует мультибелковый комплекс, ко- торый состоит из пяти субъединиц: α 1 , α 2 , β, γ и δ, которые связа- ны друг с другом нековалентными связями, а α 2 и δ — еще и дис- ульфидными мостиками. Наибольшая из них, α 1 , формирует про- водящий канал. Эта субъединица имеет четыре повторяющихся мотива с шестью трансмембранными доменами. Один из шести трансмембранных доменов каждой из четырех повторяющихся структур выполняет сенсорную роль. Деполяризация мембраны вызывает сдвиг сенсорного домена, что приводит к изменению конформации молекулы и открытию канала (рис. 35). VGCC скелетных мышц называют также дигидропиридино- вым рецептором (DHPR) из-за его чувствительности к 1,4-диги- дропиридинам. Некоторые дигидропиридины действуют как ак- тиваторы, другие — как ингибиторы. DHPR образуют непосред- ственные контакты с расположенными на саркоплазматическом 74 Рис. 35. Строение потенциал- управляемого канала (Gurkoff et al., 2013) Рис. 36. Функционирование дигидропиридинового рецептора (адаптировано из Berridge, 1993) ретикулуме рианодиновыми рецепторами. Известно, что уча- сток, ответственный за сопряжение VGCC с рианодиновым ре- цептором (RyR), локализован в цитоплазматической петле между доменами II и III α 1 -субъединицы. Преобладающая точка зрения заключается в том, что физический контакт между DHPR и RyR отвечает за сопряжение импульса деполяризации с механиче- ским сокращением (рис. 36). 75 6.3.2. Рецептор- управляемые каналы Рецептор- управляемые каналы (receptor- operated channels, ROC) активируются только рецептор- опосредованным путем и не реагируют на изменение мембранного потенциала. Различа- ют четыре подгруппы рецептор- управляемых ионных каналов, участвующих в транспорте ионов Ca 2+ : 1) истинные рецептор- управляемые каналы, которые сами являются рецепторами или непосредственно с ними взаимо- действуют (например рецептор, агонист которого — N-метил- D-аспартат или NMDA-рецептор); 2) каналы, активируемые G-белком (сигнал от рецептора пе- редается на канал через α-субъединицу или βγ-димер G-белка); 3) каналы- рецепторы, управляемые вторичными мессендже- рами (рецептор инозитол-1,4,5-трифосфата и др.); 4) каналы, регулируемые высвобождением Ca 2+ из внутри- клеточных депо (SOC-каналы). Для примера рецептор- управляемого канала рассмотрим рецептор инозитол-1,4,5-трифосфата, который локализуется на мембранах ЭПР. ИФ3-рецептор представляет собой мономер, С-концевая сторона которого образует шесть трансмембран- ных доменов, формирующих сам канал. В области N-конце- вых доменов, которые ориентированы в сторону цитоплазмы, Рис. 37. Строение рецептора инозитол-1,4,5-трифосфата: а — структура мономерной молекулы; б — гомотетрамер 76 расположены сайты связывания ИФ3, Ca 2+ и ATФ, а также два се- риновых остатка, которые фосфорилируются протеинкиназами A и G. Там же расположен так называемый TRPC-сопряженный домен, через который рецептор может взаимодействовать с бел- ком TRPC (SOC-канал, регулирующийся высвобождением ионов Ca 2+ из внутриклеточных депо). Карбокситерминальный участок молекулы обращен в цитозоль и контролирует процесс открыва- ния канала (Zhu et al., 2004). Несмотря на то, что ИФ 3 -рецептор является мономерной молекулой, в мембранах ЭПР его мономеры формируют гомотетрамерную структуру (рис. 37). Повышение концентрации ИФ3 в цитоплазме приводит к его связыванию с ИФ3-рецептором и открытию кальциевого канала. Выход Ca 2+ через ионные каналы сопровождается противотоком ионов К + из цитоплазмы внутрь везикул. Благодаря этому ком- пенсируется вынос заряда в цитоплазму, то есть снимается элек- трогенный эффект. жүктеу/скачать 7,51 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|