Биохимия мембран. Кн 9. Клеточные мембраны и иммунитет - Петров Р.В.
ISBN 5-06-000647-6
Скачать (прямая ссылка):
3.2.1. Система циклаз
В мембране многих клеток функционирует специальный аппарат, который
генерирует медиаторные молекулы, срабатывающие внутри клетки. Аппарат
представлен несколькими белками, функционально объединенными в общую
систему. Сюда входят три фермента: аденилатциклаза, гуанилатциклаза и
фосфодиэстера-за, ассоциированные с внутренней (цитоплазматической)
стороной мембран. Кроме того, в систему вовлечены внутримембранные G-
белки. Аденилатциклаза преобразует АТФ в циклический З^аде-
нозинмонофосфат (цАМФ). Гуанилатциклаза преобразует ГТФ в циклический
З^гуанозинмонофосфат (цГМФ). Фосфодиэстераза
50
I расщепляет циклические нуклеотиды до 5^АМФ и 5^ГМФ. Все вме-\ сте эти
ферменты управляют концентрацией цАМФ и цГМФ в ци-\тозоле. G-Белки
участвуют в передаче сигнала от рецептора к цик-шазному ферменту, т. е. с
внешней поверхности мембраны на цитоплазматическую.
1 Циклические нуклеотиды, в свою очередь, регулируют активность
специализированных белков - протеинкиназ в цитозоле. Протеинкиназы
фосфорилируют целый спектр белков клетки, модифицируя их функцию. На
каждой ступени биохимического каскада происходит усиление сигнала. В
результате даже небольшое число молекул лиганда может существенно
изменить метаболизм клетки.
С активацией циклаз могут быть связаны активация энергетического
метаболизма, синтеза и секреции белков, а также другие эффекты. В связи с
активацией лимфоцита наиболее интересным результатом следует признать
активацию гуанилатциклазы. Описано две группы фактов. Во-первых, при
активации делений лимфоцитов митогенными лектинами уже в первую минуту в
цитозоле значительно нарастает концентрация цГМФ. Во-вторых,
искусственное повышение внутриклеточного содержания этого вещества
приводит к инициации делений лимфоцитов in vitro.
К сожалению, реакция циклазного аппарата при активации лимфоцитов
антигеном остается .неизученной, хотя работы в этом плане публикуются уже
более 10 лет. Основным недостатком имеющихся работ является очень малое
содержание (около 10 4-Ю"6) клеток, специфичных к данному антигену, в
общей массе исследованных лимфоцитов. В последние годы стали широко
применять методы выращивания антигенспецифических клонов нормальных
лимфоцитов. В связи с этим уже в ближайшее время следует ожидать
существенного прогресса знаний о состоянии циклазной системы и других
биохимических перестроек лимфоидной клетки при ее активации антигеном.
3.2.2. Система ионного транспорта
Содержание ионов К+, Na+, Са2+ (и некоторых других) внутри клетки сильно
отличается от их уровня во внеклеточной среде. В частности, К+ в клетке в
30 раз больше, чем в среде, а Са2+ - в 100-1000 раз меньше. Отличие
ионного состава клетки от среды имеет важнейшее значение для
жизнеобеспечения клетки. Эта ионная гетерогенность создается и
удерживается специальным аппаратом, работа которого требует от клетки
значительных энергетических затрат. Мембранные системы ионного транспорта
представлены сложйо организованными белками. Они пронизывают липидный
бислой и обеспечивают как пассивный транспорт, т. е.
51
перенос ионов в направлении их диффузионного потока, так и активный
транспорт против диффузионного потока.
Белковые структуры, через которые осуществляется селективный пассивный
перенос иона, называют ионными копалами. В частности, в мембране
лимфоцитов обнаружены каналы для К+, Са2+, Cl". I
Системы белков, которые осуществляют активный транспорт ионов, расходуя
энергию АТФ, называют ионтранспортирующи-J ми АТФазами. В лимфоцитах
описаны Na-, К-транспортирующая АТФаза и Са-транспортирующая АТФаза.
Многие исследователи зарегистрировали быструю активацию тех или иных
ионтранспортных процессов в мембране лимфоидных клеток уже в первые
минуты после воздействия митогенного лек-тина, антител к ТР или к Ig-
рецепторам. Особенное внимание в последние годы привлекают данные о
быстром увеличении потоков Са2+ в клетку и нарастании концентрации этого
иона в цитозоле. Одной из причин особого отношения к транспорту Са2+
являются данные об активации in vitro первого" шага (GO-^Gl) делений
лимфоцитов с помощью ионофора, переносящего Са2+ через клеточную мембрану
и увеличивающего внутриклеточное содержание Са2+.
3.2.3. Система регуляции липидной матрицы мембраны
С клеточной мембраной ассоциирован целый набор ферментов, которые
осуществляют химические превращения липидов, ее составляющих. Среди этих
ферментов следует отметить различные фосфолипазы. С их активностью
связано образование вторичных сигнальных молекул, появление которых в
цитозоле может преобразовывать метаболическую активность клетки.
При активации лимфоцитов митогенным лектином или антителом к
антигенузнающему рецептору уже в первую минуту происходит значительная
модификация метаболизма фосфолипидов. Достаточно упомянуть лишь три
группы фактов по этому поводу.
1. Быстрая и значительная активация метилирования производных
фосфатидилэтаноламина с их превращением в фосфатидилхо-лин. Реакцию
