Структура и функции биологических мембран - Трошин А.С.
Скачать (прямая ссылка):
Молекулярные свойства холинорецепторов
Попытки выделить из постсинаптической мембраны ту конфетную молекулу, с которой взаимодействует ацетилхолин, предпринимались уже давно (Турпаев, 1962; Ehrenpreis et al., 1969). Весьма заманчива перспектива исследования особенностей этого взаимодействия, устройства активного центра холинорецептора, природы конформационных превращений молекулы холинорецептора и т. п. Получить изолированный холиноре-цептор долгое время было трудно из-за отсутствия достаточно надежной «метки», с помощью которой удалось бы опознать его молекулу после солюбилизации компонентов мембраны. Значительный прогресс в этой области связан с применением а-полипептидов (бунгаротоксин, найато-ксин и др.), выделенных из яда змей семейства аспидовых. Полипептиды высокоспецифично и, как правило, необратимо ингибируют холинорецеп-тивные мембраны. С их помощью удалось выделить белковые (Changeux et al., 1970; Miledi et al., 1971) или протеолипидные (De Robertis, 1971) компоненты из тканей электрических органов скатов и угрей, из скелетных мышц (Miledi, Potter, 1971), из коры мозга морской свинки (Bosmann, 1972). Эти компоненты после отщепления меченого токсина сохраняли способность взаимодействовать с ацетилхолином и другими холинерги-ческими антагонистами, что послужило веским доказательством при идентификации выделенных белков или протеолипидов в качестве холинорецепторов. Рецепторный белок'из электрического органа ската представляет собой тетрамер, состоящий иэ четырех субъединиц с молекулярным
ГЛАВА 14. ХОЛИНОРЕЦЕПТИВНЫЕ ПОСТСИНАПТИЧЕСКИЕ МЕМБРАНЫ 261
весом порядка 80 ООО каждая (Miledi et al., 1971). Эхо хорошо согласуется с представлением об олигомерном строении холинорецепторов, выдвинутом на основании исследования активности холинергических веществ с разной длиной молекулы (Khromow-Borisov, Michelson, 1966).
Делаются первые попытки моделирования функции холинорецептив-ной мембраны путем включения выделенного материала в искусственную фосфолипидную мембрану (Vasquez et al., 1971) и при исследовании ионообменной функции «микромешочков» из диспергированных мембран электрических пластинок (Changeux et al., 1973).
Наиболее распространена точка зрения, согласно которой а-долидеп-тиды из змеиного яда прочно связываются с белковой молекулой никотиночувствительного холинорецептора именно в районе активного центра, т. е. их действие отличается от действия тубокурарина лишь в количественном отношении. Считается, что константа диссоциации комплекса нейротоксин -|- холинорецептор намного меньше, чем комплекса тубо-курарин -|- холинорецептор. Однако существует целый ряд фактов, несовместимых с этой гипотезой:
1. Места фиксации меченых тубокурарина и а-бунгаротоксина не полностью совпадают (Miledi, Potter, 1971).
2. а-Бунгаротоксин не только снижает чувствительность постсинаптической мембраны к ацетилхолину, но и существенно ускоряет десенси-тизацию (Магазаник, Выскочил, 1972; Magazanik, Vyskocil, 1973а, Ь).
3. При внутриклеточном введении а-бунгаротоксин, в отличие от тубокурарина, сохраняет свое блокирующее действие (Магазаник, Выскочил, 1972; Magazanik, Vyskocil, 1973а, Ь).
4. Нейротоксины способны модифицировать постсинаптический электрогенез, устраняя «калиевую» чувствительность постсинаптической мембраны и влияние атропина на потенциал реверсии ПКП (Магазаник, Выскочил, 1972; Magazanik, Vyskocil, 1973а, Ь).
5. Нейротоксины способны блокировать генерацию потенциалов действия при введении внутрь изолированного аксона омара (Denburg et al., 1972).
6. Гомогенат коры мозга морской свинки связывает в 38 раз больше нейротоксинов, чем гомогенат такого богатого холинорецепторным веществом органа, как электрические пластинки ската (Bosmann, 1972). Следует иметь в виду, что никотиночувствительные нейроны в коре относительно редки. Молекулярные свойства выделенного белка существенно отличаются от свойств рецепторного белка из мышцы или электрических пластинок. Интересно, что гомогенат мозга крысы совсем не способен связывать нейротоксины (Potter, 1973).
7. Подверженность блокирующему действию нейротоксинов не совпадает полностью с фармакологическими свойствами холинорецепторов. Так, нейротоксины блокируют чувствительность соматической мышцы миноги к ацетилхолину, но не влияют на ее сердце, хотя в обоих органах имеются фармакологически очень сходные никотиночувствительные холинорецепторы. (Магазаник и др., 1973; Лукомская, Магазаник, 1974). Никотиночувствительная мышца пиявки только отчасти подвержена действию нейротоксинов: блокируются эффекты некоторых бис-четвертичных холиномиметиков, но полностью сохраняется чувствительность к ацетилхолину и его аналогам (Ross, Triggle, 1972; Магазаник, По-тапьева, 1975). Мышцы и сердце некоторых морских беспозвоночных
262
МЕМБРАНЫ НЕЙРОНОВ, РЕЦЕПТОРНЫХ КЛЕТОК СИНАПСОВ
(моллюски, иглокожие), высокочувствительные к действию холинергиче-ских веществ, были совершенно нечувствительными к действию нейротоксинов (Магазаник и др., 1974).
По-видимому, механизм действия нейротоксинов сложнее, чем это казалось до сих пор. Так, может быть подвергнут сомнению тезис о том, что местом фиксации нейротоксинов является активный центр холинорецептора. Весьма возможно, что нейротоксины, сорбируясь на поверхности холинорецептивной мембраны, фиксируют холинорецептор в конформации, при которой активный центр лишен способности взаимодействовать с холинергическими веществами.
