Молекулярные основы действия ферментов - Севери Г.А.
Скачать (прямая ссылка):
взаимодействия с несколькими регуляторными белками.
Имеются данные о том, что ионы Mg2+ участвуют во взаимопревращениях
двух форм рецептора. На p-рецепторе и простаглан-диновом рецепторе
эритроцитов лягушки [82], на р-рецепторе клеток S49 [81] и на а-рецепторе
тромбоцитов [79, 90] было показано, что свободные ионы двухвалентных
металлов, особенно Mg2+, в физиологической концентрации увеличивают
сродство рецептора к агонисту на порядок, а ГТФ вновь снижает его. В
отсутствие Mg(r)+ влияние гуаниловых нуклеотидов на связывание агониста не
наблюдается [50]. Чеч с сотр. полагают [50], что свободный Mg2+ оказывает
воздействие на связывание агониста рецептором через участок,
расположенный на N-белке. По их гипотезе, взаимодействие агониста с
рецептором вызывает ассоциацию
103
рецептора с Л^белком, но еще не переводит рецептор в состояние высокого
сродства. Это событие становится возможным только после взаимодействия
Mg2+ с iV-белком. Таким образом, необходимым предшественником для
активации аденилатциклазы является комплекс Н-R*-N (Mg2+).
В последнее время начал изучаться вопрос о химической разнородности
популяции рецепторов одного фармакологического класса. По-видимому, часть
рецепторов не участвует в сопряжении с аденилатциклазой. Возможно, к
таким рецепторам относится часть популяции p-рецепторов клеток лимфомы
S49, которая после инактивации всех чувствительных к iV-этилмалеимиду в
присутствии агониста связывающих мест не переводится под влиянием Mg+ в
состояние высокого сродства [50, 91].
Хорошо известен тот факт, что гормон или нейротрансмиттер влияют не
на величину активации аденилатциклазы гуаниловыми нуклеотидами, а на ее
скорость [69, 92-94]. В связи с этим возникает вопрос: чем определяется
специфичность действия гормонов? Показано, что эффективность действия
частичных агонистов на активность аденилатциклазы хорошо коррелирует с
количеством рецепторов, которое переводится в состояние высокого сродства
и способно образовывать комплексы с TV-белком [77]. Эффективности
агонистов соответствует также количество инактивируемых Л/-этилмалеимидом
p-рецепторов, т. е. находящихся в состоянии высокого сродства [50, 91].
Величина обратного сдвига сродства рецептора к агонисту, вызываемого
гуаниловыми нуклеотидами, во многих мембранах также прямо пропорциональна
его способности стимулировать аденилатциклазу [78]. Таким образом,
количественной характеристикой сопряжения рецептора с TV-белком может
служить количество рецепторов, переводимых в состояние высокого сродства.
С другой стороны, в разных мембранах величина изменения сродства,
вызываемого гуаниловыми нуклеотидами, может варьировать в зависимости от
доступности нуклеотид-связывающего регуляторного участка TV-белка для
ГТФ. Так, величина изменения сродства сильно выражена в мембранах клеток
лимфомы S49 [69],, в эритроцитах лягушки [78], в ретикулоцитах крыс [12,
76] и плохо выражена в таких мембранах, как эритроциты индюка [95, 96].
Вытеснение эндогенных нуклеотидов в этих мембранах делает возможным
переведение рецептора в состояние высокого сродства к агонисту [95].
Передача гормонального сигнала
ГТФ-связывающим регуляторным белком
Известно, что связывающий гуаниловые нуклеотиды белок аде-нилатциклазной
системы выполняет в ней по крайней мере три функции.
Во-первых, в его отсутствие каталитический белок аденилат* циклазы не
может использовать физиологический субстрат, Mg2+-
104
АТФ, т. е. /V-белок обеспечивает определенный уровень базальной
активности фермента.
Во-вторых, /V-белок, связавший ГТФ, прочно сопрягается с
каталитическим белком и вызывает изменения его активности.
В-третьих, не только рецептор в комплексе с агонистом воздействует на
/V-белок, ускоряя обмен нуклеотидов в регуляторном центре, но и /V-белок
участвует во взаимопревращениях двух состояний рецептора. Так, его
наличие является необходимым условием перехода рецептора в состояние
высокого сродства. В присутствии же ГТФ /V-белок вызывает обратный
переход рецептора в форму, имеющую низкое сродство к агонисту.
Спорной является гуанозинтрифосфатазная функция /V-белка.
Существование во многих мембранах стимулируемой катехоламинами и
гормонами ГТФазы [97-101] свидетельствует о важности стадии гидролиза ГТФ
в цикле регуляции аденилатциклазы и о возможной ее роли как механизма,
терминирующего активацию. Однако до сих пор попытки измерить ГТФазную
активность в частично очищенных [51] или гомогенных [33] фракциях /V-
белка не имели успеха.
В совокупности перечисленные функции, очевидно, и обеспечивают
передачу сигнала гормона через /V-белок на каталитический. Роль гормона
или нейротрансмиттера заключается в обеспечении посадки на /V-белок
физиологического регуляторного эффектора - ГТФ.
Что известно о механизме этой передачи? Многие факты свидетельствуют
о том, что /V-белок не является пассивным передатчиком сигнала гормона. С
