Молекулярная биология клетки - Уилсон Дж.
ISBN 5-03-001999-5
Скачать (прямая ссылка):
реакцию на ацетилхолин, на основании чего можно предположить, что в
сопряжении процессов активации рецепторов и открывания каналов участвует
G-белок. Непосредственно действие ацетилхолина можно изучать на
вывернутых мембранах с помощью модифицированной техники локальной
фиксации (пэтч-кламп). По этому методу микропипеткой вырывают фрагмент
клеточной мембраны, так что наружной стороной он контактирует с раствором
в пипетке, а цитоплазматической стороной - с омывающим раствором, который
можно быстро менять (рис. 12-9). В таком фрагменте мембраны сохраняются
рецепторы, К+-каналы и G-белки.
Измеряя текущий через мембрану ток можно определить состояние
К+-каналов. Схема типичного эксперимента такого рода изображена на рис.
12-9. Когда ацетилхолин добавлен (что обозначено знаком " + ") в пипетку,
прикрепленную к целой клетке, через мембрану течет ток, указывая на то,
что К ^каналы открыты (рис. 12-9, А). При тех же условиях во фрагменте
мембраны, погруженном в буферный солевой раствор, тока нет (рис. 12-9,
Б). Если, однако, в омывающий раствор добавить GTP (рис. 12-9, В), ток
появляется. Удаление GTP приводит к исчезновению тока (рис. 12-9, Г).
Результаты серии подобных экспериментов, в которых определяли действие
разных комбинаций компонентов системы, суммированы в табл. 12-1.
А. Как видно из табл. 12-1 (4-я строчка), добавление в омывающий
раствор GppNp (негидролизуемого аналога GTP) вызывало открывание К+-
каналов даже в отсутствие ацетилхолина. Однако ток нарастал в этом случае
очень медленно и достигал максимальной величины лишь спустя одну минуту
(сравните с мгновенным "включением" тока на рис. 12-9, А и 12-9, В).
Каким образом, по вашему мнению, GppNp вызывал открывание каналов в
отсутствие ацетилхолина?
Б. Объясните, почему G-белок, состоящий из двух субъединиц (Gpy),
активировал (открывал) канал, а целый (гетеротример-ный) G-белок-нет?
Является ли в этой системе активным тот же компонент G-белка, который
активирует в других клетках аденилатциклазу?
226
Г лава 12
Таблица 12-1. Реакции К+-канала на различные экспериментальные воздействш
(задача 12-17)
Ацетил Добавление в буфер Добавление в буфер К+-каиал
холин низкомолекулярных очищенных компонентов
соединений G-белка
1. + Без добавок Без добавок Закрыт
2. + GTP Открыт
3. --- GTP -"- Закрыт
4. --- GppNp Открыт
5. --- Без добавок G-белок Закрыт
6. --- -"- G" "
7. --- Gpy Открыт
8. --- -"- G-белок после кипячения Закрыт
В. Дают ли эти эксперименты основание считать, что К+-канал" скорее
всего открываются при участии внутриклеточноп посредника?
Г. Нарисуйте на основе этих данных схему активации К+-канала в
клетках сердца в ответ на ацетилхолин.
12-18 В линии клеток, полученной из нормальной ткани щитовидно! железы
крысы, при стимуляции а (-адренергических рецептора увеличиваются
одновременно образование инозитолфосфаи и высвобождение арахидоновой
кислоты. Инозитолфосфат по вышает внутриклеточную концентрацию Са2+, что
привод! к выходу тироксина, а арахидоновая кислота служит источи ком
простагландина Е2, стимулирующего синтез ДНК. Каи же образом освобождение
арахидоновой кислоты связано с ai тивацией адренергических рецепторов?
Арахидоновая кислм может появляться при расщеплении диацилглицероллипазо
диацилглицерола, образующегося вместе с инозитолфосфатом Другой возможный
механизм освобождения арахидоновой i лоты-это независимое влияние
рецептора на фосфолипазу А; которая может непосредственно высвобождать
арахидоновун кислоту из интактных фосфоглицеридов. Проанализируйте сл
дующие экспериментальные наблюдения.
1. Добавление к культивируемым клеткам норадреналш стимулирует
образование как инозитолфосфата, так арахидоновой кислоты.
2. Если сделать адренергические рецепторы нечувствительным • к
норадреналину, обработав клетки форболовым эфира < (активируя
протеинкиназу С, он, видимо, вызывает фосфор! * лирование рецепторов и
тем самым их инактивацию), I добавка норадреналина уже не приводит к
увеличению!" ¦ держания в клетках ни инозитолфосфата, ни арахидоново
кислоты.
3. Если сделать клетки проницаемыми для GTP-y-S (негидри
лизуемый аналог GTP), то синтез инозитолфосфата и арая доновой кислоты
увеличивается.
4. В клетках, обработанных неомицином (который блокиру( действие
фосфолипазы С), последующее добавление GTP-j стимулирует выход
арахидоновой кислоты, но не вызыва! увеличения количества
инозитолфосфата.
5. В клетках, обработанных коклюшным токсином, последу"
Межклеточная сигнализация 227
