Молекулярная биология клетки - Уилсон Дж.
ISBN 5-03-001999-5
Скачать (прямая ссылка):
ожидалось на основании установленного механизма усиления). Прочное
связывание комплекса трансдуцин-GTP с фосфодиэстеразой cGMP указывает на
то, что активация осуществляется стехиометри-чески: одна молекула
активированного трансдуцина активирует одну молекулу фосфодиэстеразы.
Литература: Fung, В.К.-К.; Stryer, L. Photolyzed rhodopsin
catalyzes the exchange of GTP for bound GDP in retirnal rod outer
segments. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 77.2500-2504, 1980.
Fung, В. K.-K.; Hurley, J. B.; Stryer, L. Flow of information in
the light-triggered cyclic nucleotide cascade of vision. Proc. Natl.
Acad. Sci. USA 78,152-156, 1981.
12-17
А. Открывание К+-каналов в присутствии GppNp и в отсутствие
ацетилхолина может вызвать удивление, ведь освобождение GDP и связывание
GTP G-белком в норме стимулируется активированным рецептором. Однако даже
в отсутствие активированного рецептора G-белок способен обменивать
связанные нуклеотиды на нуклеотиды из цитоплазмы. Этот обмен происходит
медленно, и связанный GTP в отсутствие активированного рецептора быстро
гидролизуется, из-за чего канал остается закрытым. В присутствии GppNp
К+-каналы медленно открываются, потому что при каждом акте освобождения
GDP и связывания GppNp соответствующий G-белок переходит в активную
форму. За минуту накапливается достаточно активированного таким путем G-
белка, чтобы К+-каналы открылись и без ацетилхолина.
Б. В отсутствие ацетилхолина целый G-белок (гетеротример) не
активирует К+-канал, по-видимому, из-за того, что, как и в других G-
белках, его "активная" часть ингибируется одной из субъединиц.
Способность субъединицы Gp^ открывать К+-канал в отсутствие ацетилхолина
и GTP дает основание считать, что она и есть активная часть G-белка в
этом процессе. Это
462 Глава 12
довольно неожиданный вывод, т. к. за стимуляцию аденилат-
циклазы в других клетках ответственна Оа-субъединица.
Как обычно бывает, когда какие-то новые данные ставят под
сомнение общепринятые научные представления, эти результаты вызвали
оживленные споры, которые не утихают до сих пор (см. литературу).
Возможно, на результаты повлияли некие незначительные артефакты,
возникшие из-за недостатков в способе постановки эксперимента, поэтому
они не вполне адекватно отражают регуляцию К+-каналов в сердце. В конце
концов вопрос решится в ходе дальнейших экспериментов, и эти выводы будут
приняты или отвергнуты. В любом случае наше понимание механизмов
клеточной сигнализации только выиграет.
В. Эти эксперименты практически исключают вероятность участия
внутриклеточного посредника в активации К+-канала. Поскольку буфер не
содержит АТР или Са2+, ни один из этих потенциальных медиаторов не может
быть вовлечен в открывание К+-каналов. То же самое можно сказать о
диацилглицероле и InsP3, по крайней мере имея в виду обычные механизмы их
действия. Хотя оба этих вещества и могли бы образоваться, однако ни одно
из них не может действовать обычным путем. InsP3 в норме влияет на
концентрацию Са2+ (чего здесь он делать не может), а диацилглицерол
активирует протеинкиназу С (для действия которой необходим АТР).
Простейшая интерпретация этих данных состоит в том, что активация К +-
каналов Gp^-субъединицей происходит напрямую, хотя нельзя исключить и
участия в активации некоторых других компонентов мембраны.
Г. Упрощенная схема активации К+-канала ацетилхолином с участием
G-белка показана на рис. 12-21.
Литература: Logothetis, D.E.; Kurachi, Y.; Galper, J.; Neer,
E.J.; Clapham, D.E. The Py subunits of GTP-binding proteins activate the
muscarinic K+ channel in heart. Nature 325, 321-326, 1987.
Birnbaumer, L.; Brown, A. M. G protein opening of K+ channels.
Nature 327, 21, 1987.
Logothetis, D. E.; Kurachi, Y.; Galper, D.; Neer, E. J.;
Clapham, D. E. G protein opening of K+ channels. Nature 327, 22, 1987.
Ацетилхолин
GDP
GDP
Рис. 12-21. Схема, иллюстрирующая активацию ацетилхолином К+-каналов в
сердце (ответ 12-17).
Ацети
Межклеточная сигнализация 463
12-18
А. Результаты, изложенные в пунктах 1, 2 и 3, могут получаться при
обоих предполагаемых способах высвобождения арахидоновой кислоты, но
наблюдения 4 и 5 позволяют разграничить их. Если источник арахидоновой
кислоты-расщепление диацил -глицерола, образующегося одновременно с
инозитолфосфатом, то в обоих экспериментах образование арахидоновой
кислоты должно идти параллельно накоплению последнего, в частности оно
должно подавляться при обработке ингибитором фосфоли-пазы С (когда
образование диацилглицерола прекращается) и быть нечувствительным к
коклюшному токсину (который, по-видимому, не влияет на выход
диацилглицерола).
Б. Наблюдения 1 и 2 свидетельствуют о том, что на освобождение
арахидоновой кислоты влияют at-адренергические рецепторы. Стимуляция
выброса арахидоновой кислоты с помощью GTP-y-S указывает на участие в
