Биохимия мембран. Эдоцитоз и экзоцитоз. Том 2 - Болдырева А.А.
Скачать (прямая ссылка):
мембран, т. е. создавали в мембранах "поры", благодаря которым можно
регулировать внутриклеточный состав и регулировать экзоцитоз
катехоламинов и их спутников секреции. Данный пробой мембран не повреждал
аппарат секреции, не опустошал хромаффинные гранулы, но способствовал
цитоплазматической утечке содержимого клеток во внешнюю среду (например,
лактатдегидрогеназа как цитозольный растворимый фермент вытекала во
внешнюю среду). Оказалось, что действительно Са2+ (1-10 мкМ), кальмодулин
{1-10 мкМ), Mg-АТФ (1-5 мМ) индуцируют экзоцитоз катехоламинов, АТФ,
хромогранина, дофамин-р-гидроксилазы и энкефалинов в среду инкубации.
В последнее время показано, что нервные окончания содержат
пресинаптическое гетеро- и ауторецепторы, модулирующие секрецию
медиаторов.
На сегодня из всех гипотез наиболее разработана и представляется
перспективной и конструктивной - механо-химическая концепция экзоцитоза.
Вторым этапом экзоцитоза является транспорт секреторных гранул по нитям
цитоскелета к району экзоцитоза, к активной яоне синапсов в случае
нейронов (в нервных окончаниях синаптические пузырьки всегда мигрируют
при возбуждении в опреде-
76
ленном направлении - к пресинаптической мембране). О связи щитоскелетной
сети, состоящей из микротрубочек, нейрофиламентов и актиновых
микрофиламентов (и миозиновых фибрилл), с пресинаптическими мембранами
свидетельствуют электронно-микроскопические и биохимические исследования.
Здесь необходимо напомнить важную аксиому в биологии: если цитостатики
(митотические алкалоиды) выключают какую-либо двигательную функцию в
клетке, то в реализации этой функции участвует тот или иной элемент
цитоскелета. Эта аксиома "срабатывает" и в данном случае. Многочисленными
опытами установлено, что цитостатики (колхицин, винбластин, цитохалази-
аы) блокируют вызванную Са-зависимую секрецию медиаторов или гормонов.
Что происходит с цитоскелетными структурами при возбуждении клеток и как
они осуществляют двигательные функции? При возбуждении нейронов
микротрубочки разбираются за счет щАМФ-зависимого фосфорилирования
высокомолекулярных белков, ассоциированных с микротрубочками, и в
некоторой степени тубулина, а также за счет Са-зависимого (при участии
кать-модулина - СаМ) фосфорилирования тубулина, причем в первом случае
фактором, предотвращающим разборку, служит фосфодиэстераза циклических
нуклеотидов, во втором - белок т:, инактивирующий СаМ. Оба типа
протеинкиназ, белок т и, возможно, фосфодиэстераза являются интегральными
минорными компонентами микротрубочек. В физиологических условиях разборка
нейрофиламентов при возбуждении нейронов происходит за счет Са (СаМ)-
зависимой протеинкиназы и Са-зависи-мой цитозольной протеиназы. Видимо
Са-зависимая разборка микротрубочек и нейрофиламентов стратегически
оправдана для реализации двигательных функций.
Образование комплекса актомиозина в нейронах, что важно для реализации
двигательных функций, зависит от многих факторов: от белковых эндогенных
факторов, усиливающих сборку микрофиламентов из глобулярного актина, т.
е. Г-актина; от Оа(САМ)- и цАМФ-зависимого фосфорилирования легких цепей
миозина в цитозоле; от Са (СаМ)-зависимого фосфорилирования Г-актина и
тропонина С в синаптических мембранах; от связывания Са2+ с тропонином С.
Источником энергии для механической работы во всех цито-¦скелетных
структурах является гидролиз АТФ, осуществляемый актомиозин-подобной
АТФазой, тубулин-динеиновой АТФазой в ¦составе микротрубочек или АТФазой
в составе нейрофиламентов. Существует точка зрения, что активная роль в
генерации движения принадлежит системе актин - миозин, а пассивная -
микротрубочкам и нейрофиламентам, по которым как "по рельсам" скользят,
двигаются различные органеллы и везикулы.
Все элементы цитоскелета взаимосвязаны и ассоциируются <с мембранами.
Однако для всех трех сократительных структур характерны, очевидно,
универсальные принципы генерации дви-
77
жения. Во-первых, генерация движения происходит вследствие скольжения
одной цитоскелетной нити относительно другой, пр" этом длина нити не
изменяется. Контактным участком в этом случае могут быть пара актин -
миозин, актин - динеин, тубу-лин - миозин данных структур, т. е.
гомологичные и гетероло-гичные контакты. Если одна цитоскелетная нить
ассоциирована с клеточной мембраной, а другая - с мембранами каких-либо*
органелл или везикул, то при скольжении нитей частицы будут двигаться в
ту или иную сторону пульсами (толчками) с определенной скоростью.
Различие в скорости движения может определяться как типом частицы, так и
типом скользящей нити. Направление движения зависит от того, каким концом
полярно организованная цитоскелетная нить связана с плазмалеммой, с какой
полярной структурой связана та или иная органелла.
Во-вторых, генерация движения может происходить путем? управляемой сборки
- разборки цитоскелетных нитей, при этом длина нити изменяется. Изменение
длины нити модифицирует внутриклеточный транспорт органелл и везикул;
