Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Попов Е.М. -> "Проблема белка. Том 2: Пространственное строения белка" -> 58

Проблема белка. Том 2: Пространственное строения белка - Попов Е.М.

Попов Е.М. Проблема белка. Том 2: Пространственное строения белка — М.: Наука, 1996. — 480 c.
ISBN 5-02-001697-7
Скачать (прямая ссылка): problemabelkat21996.djvu
Предыдущая << 1 .. 52 53 54 55 56 57 < 58 > 59 60 61 62 63 64 .. 232 >> Следующая

127
полученных с использованием других методов. В частности, общепринятое представление подтверждают ставшие недавно известными трехмерные структуры мономерного актина [452, 453] и миозиновой головки [471, 472], а также построенная на их основе с привлечением данных криоэлектронной микроскопии структурная модель актомиози-нового комплекса с разрешением 5-8 А [474]. Одна из ключевых особенностей этого комплекса, ставшая очевидной после создания модели, заключается в существовании невалентных контактов между актином и С-концевым доменом триптического фрагмента 50 кДа. Взаимодействия такого вида могут стимулировать конформационные изменения миозина в момент его сближения с актином на втором этапе процесса сокращения мышцы (рис. 1.35). Недавно при изучении скелетных мышц методом малоуглового рентгеновского рассеяния были получены данные, убедительно свидетельствующие о существенном изменении шейпа миозиновой головки при нуклеотидном связывании [483].
Конформационная перестройка миозина сопровождается аллостери-ческим эффектом - смыканием длинной узкой щели, находящейся на границе между толстой и тонкой половинами грушевидной головки. Результатом становятся сближение актина с нуклеотидным центром миозина и высвобождение ADP и неорганического фосфата. В этом причина того, почему миозин представляет собой актин-зависимую АТРазу. Давно было замечено, что этапом, лимитирующим скорость каталитической реакции, является не связывание молекул АТР в активном центре и не собственно гидролиз, а освобождение продуктов ферментативной реакции, остающихся прочно связанными с миозином, что и препятствует началу следующего каталитического акта [442, 443]. АТРазная активность очищенного миозина невелика: для гидролиза одной молекулы АТР ферменту требуется ~ 30 с. В присутствии актина каждая молекула миозина способна гидролизовать от 5 до 10 молекул АТР в секунду.
Толстый филамент содержит ~ 500 миозиновых головок и все они работают одновременно, но не синхронно, втягивая актиновую нить. В новом цикле взаимодействия с актином головка присоединяется к другому мономеру тонкого филамента, расположенному ближе к Z-пластинке. Предельное сокращение мышцы развивается в сотые доли секунды (~ 0,02 с). Покоящаяся мышца эластична и легко растягивается. Сокращенная мышца, наоборот, неэластична, ригидна; растяжению препятствуют связи между актиновыми и миозиновыми нитями, сохраняющиеся при недостаточной концентрации АТР.
Сокращение скелетной мышцы контролируется волей, проявляющейся при включении потенциала действия нервного волокна и получении сигнала от соответствующего мотонейрона. Электрическое возбуждение быстро распространяется по так называемым Т-трубоч-кам, которые окружают каждую миофибриллу в области Z-пластинок. Здесь электрический сигнал передается на саркоплазматический ретикулум - систему разветвленных, сообщающихся между собой пузырьков. В момент активации электрическим импульсом, прошедшим
128
рис. 1.36. Схема реакций, индуцирующих сокращение гладких мышц в присутствии
Сз?+
Киназа — фермент, катализирующий сайт-специфическое фосфорилирование легкой цепи миозина
по Т-трубочкам, саркоплазматичес-кий ретикулум выбрасывает в цитозоль большие количества ионов Са2+, что посредством вспомогательных мышечных белков поддерживает нужное расположение активных миозиновых филаментов и тем самым инициирует сокращение мио-фибрилл. В гладких мышцах изменение концентрации ионов Са2+, помимо влияния гормонов, определяется также Са-связывающим белком -кальмодулином. В комплексе с Са2+ он активирует киназу легких цепей миозина. Образовавшийся тройной комплекс индуцирует каскад реакций сокращения мышц (рис. 1.36). Сигнал от мембраны мышечной клетки через Т-трубочки и саркоплазмагический ретикулум доходит до саркомеры за несколько миллисекунд, поэтому все миофибриллы мышечной клетки сокращаются практически одновременно. Связь мышечного сокращения с изменениями концентрации Са2+ обусловлена функциями вспомогательных белков тропомиозина и тропонина, ассоциированных с актиновыми филаментами (рис. 1.32). Они участвуют в регуляции мышечного сокращения ионами Са2+ и тем самым делают АТРазную активность миозина чувствительной к концентрации этих ионов.
Предполагается, что тропомиозин и тропонин осуществляют Са2+-зависимую регуляцию мышечного сокращения стерическим препятствованием взаимным контактам актина и миозина. При повышении концентрации ионов Са2+ молекулы тропомиозина изменяют свое положение, быть может, благодаря изменению формы связанных с ним молекул тропонина, прежде всего тропонина С. В отсутствие Са2+ тропомиозин, тропонин Т и тропонин I образуют комплекс, препятствующий взаимодействию актина с миозином. При появлении ионов кальция' тропонин С связывает четыре иона Са2+ и в таком состоянии снимает блокаду и дает возможность головкам миозина вступить во взаимодействие с актином [484].
Установление атомных трехмерных структур белков G-актина и миозинового субфрагмента I и воссоздание на этой основе с привлечением электронной микроскопии и малоуглового рентгеновского
Предыдущая << 1 .. 52 53 54 55 56 57 < 58 > 59 60 61 62 63 64 .. 232 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed