Биохимия мембран. Эдоцитоз и экзоцитоз. Том 2 - Болдырева А.А.
Скачать (прямая ссылка):
разборка нитей вплоть до потери контакта с плазмалеммой может
модифицировать подвижность и кластеризацию интегральных белков мембран.
При возбуждении нейронов и железистых клеток увеличивается уровень Ф-
актина, т. е. ускоряется сборка актиновых микрофиламентов из Г-актина.
Например, цепь актиновых микрофиламентов удлиняется преимущественно с
одного конца " деполимеризуется, укорачивается с другого. Во втором
предполагаемом типе генерации движения не совсем ясна роль Mg-АТФ, хотя и
известно, что нуклеотиды (АТФ, ГТФ) принимают участие в сборке - разборке
непосредственно и опосредованно через систему фосфорилирования белковых
субъединиц цитоскелета. Возможно также сочетание двух вышеописанных форм
генерации движения.
В 1985 г. появилась серия работ о выделении из аксоплазмы гигантских
аксонов кальмара белка кинезина, который обладает АТФазной активностью
иной, чем у миозина и диненина. В опытах in vitro кинезин в присутствии
АТФ индуцировал транспорт искусственных органелл (шарики латекса) вдоль
изолированных микротрубочек мозга (шарики предварительно смачивали в
растворе кинезина). В присутствии негидролизуемого аналога АТФ этот
транспорт прекращался, а органеллы оставались прикрепленными к
микротрубочкам. Данная двигательная система отлична по способу
подвижности от той, что осуществляется в мышцах и ресничках. Возможно,
что кинезин имеет отношение к АТФазе нейрофиламентов.
Третьим этапом процесса экзоцитоза является "состыковка" секреторных
гранул с комплементарными, особыми участками внутренней поверхности
плазмалеммы в районе экзоцитоза. На? этом этапе также возможно участие
цитоскелета как для состыковки, так и для формирования состыковочного
центра, места удержания секреторных гранул с плазмалеммой. Это удержание
78
необходимо, так как обилие отрицательно заряженных групп внешней
поверхности мембран гранул и внутренней поверхности плазмалеммы не
позволяет гранулам состыковаться, хотя бы из-за электростатического
отталкивания.
В пресинаптических мембранах синапсов центральной и вегетативной нервной
системы находятся гексагональные, плотные выступы, обращенные внутрь
синаптоплазмы (высота 50- 60 нм, расстояние между вершинами 80-100 нм),
они состоят, видимо, из филаментозных структур. Участок между выступами
(выростами) является комплементарным участком взаимодействия
синаптических пузырьков с пресинаптической мембраной.
В нервно-мышечных синапсах, в некоторых железистых клетках (нейрогипофиз,
р-клетки поджелудочной железы) и других секретирующих клетках (лейкоциты,
тучные клетки) район экзоцитоза имеет свою специфику. Плазмалемма в
районе экзоцитоза содержит крупные конусообразные белковые
внутримембранные частицы (7-12 нм), которые нередко в форме правильного
двойного кольца обрамляют место слипания секреторных гранул.
Морфологические исследования экзоцитоза в нейронах нейрогипофиза,
мотонейронах спинного мозга, тучных клетках, в электрическом органе
электрического ската показали, что в мембране, окружающей некоторые из
экзоцитозных отверстий, резко снижено число малых белковых
внутримембранных частиц (ВМЧ) диаметром 5-8 нм, которые в других участках
мембраны более многочисленны и равномерно распределены. В зоне слияния с
мембраной гранул плазмалемма свободна от ВМЧ. На мембране синаптических
пузырьков плотность больших ВМЧ (^9-13 нм) совпадает с плотностью этих
частиц на внутренней поверхности пресинаптической мембраны, а плотность
малых частиц на мембране синаптических пузырьков в зоне контакта также
снижается. В безкальциевой среде двойной ряд больших ВМЧ в нервно-
мышечных синапсах исчезает. Этот ¦факт указывает на то, что эти структуры
преходящи, они пре-формируются в ходе деполяризации мембран терминалей.
Наличие агрегатов ВМЧ на мембране секреторных гранул в области контакта с
плазмалеммой было показано также в нейрогипофизе и в поджелудочной
железе. Таким образом, кластеризация интегральных белков и удаление их из
зоны слияния (см. гл. 4) является необходимым условием контактирующих
мембран при экзоцитозе.
В синаптических мембранах на внутренней стороне локализуется спектрин -
регуляторный белок системы актин - миозин. Функция этого белка связана с
регуляцией встраивания актино--вых микрофиламентов в клеточные мембраны.
В покое спектрин в мембранах существует в форме димера (а-240, р- 235
кД), лри возбуждении спектрин в присутствии Са2+ превращается в тетрамер
(С12Р2 с размерами-196X4-6 нм). Тетрамер спектри-иа стимулирует
полимеризацию Г-актина в Ф-актин; связывает -
79
ся с Ф-актином, образуя с актиновыми микрофиламентами сетевидные
структуры.
Таким образом, спектрин в синаптических мембранах является
стабилизатором, регулятором ассоциации с мембранами сети активных
микрофиламентов. Эта спектрино-актиновая сеть,, формируемая при
возбуждении нейронов, может быть составной частью состыковочного центра в
ходе экзоцитоза. Приведенные факты указывают, что при возбуждении
