Молекулярная биология клетки - Уилсон Дж.
ISBN 5-03-001999-5
Скачать (прямая ссылка):
(2,4,5)InsP3 способен вызывать мобилизацию запасов Са2+, следует отдать
некоторое предпочтение второму варианту. Более конкретно, на первой
стадии
(2.4.5)InsP3 может вызывать повышение внутриклеточного уровня Са2+
за счет мобилизации внутренних запасов (его недостаточно для активации
яйца). На второй стадии этот повышенный уровень Са2+ в сочетании с
(l,3,4,5)InsP4 обеспечивает стимуляцию входа в клетку Са2+ из внешней
среды. Таким двухстадийным механизмом можно объяснить то, что
одновременное введение в яйцо Са2+ (в недостаточном для активации
количестве) и (l,3,4,5)InsP4 вызывает активацию яйца морского ежа.
Б. Вероятно, (l,4,5)InsP3 активирует яйца потому, что какая-то его часть
превращается под действием инозитол-3-киназы в
(1.3.4.5)InsP4.. Поэтому при инъекции в яйца (l,4,5)InsP3 из него
Межклеточная сигнализация 467
образуется некоторое количество (l,3,4,5)InsP4, что обеспечивает
протекание двух (или одной) стадии процесса активации. Неэффективность в
данном тесте (2,4,5)InsP3 и (l,3,4)InsP3 объясняется тем, что ни один из
них под действием инози-тол-3-киназы не может превратиться в
(l,3,4,5)InsP4, так что если они даже и способны мобилизовать
внутриклеточные запасы Са2+, то не могут вызвать вторую стадию активации.
Литература: Irvine, R.F.; Moor, R.M. Microinjection of inositol
1,3,4,5-tet-rakisphosphate activates sea urchin eggs by a mechanism
dependent on external Ca2' . Biochem. J. 240, 917-920, 1986.
12-25
A. Концентрация сАМР определяется равновесием между его синтезом,
катализируемым аденилатциклазой, и расщеплением, осуществляемым
фосфодиэстеразой сАМР. У ^мисе-мутантов, лишенных одной из форм
фосфодиэстеразы сАМР, гидролиз сАМР идет медленнее, чем у обычных мух, и
в результате уровень его повышен.
Б. Можно было бы ожидать, что гомозиготные дупликации дадут
удвоенную по сравнению с нормой активность, а при делециях активности не
будет вовсе. Однако результаты экспериментов с дупликациями и делециями
гена dunce в эту схему не укладываются, потому что у мух, как это следует
из распределения активности в сахарозном градиенте (рис. 12-11), есть два
различных гена фосфодиэстеразы сАМР. Поскольку у нормальных мух
активности этих двух форм фосфодиэстеразы примерно равны, то удвоение
одной из них дает увеличение общей активности в 1,5 раза, а исчезновение-
уменьшение общей активности наполовину.
B. Кофеин ингибирует фосфодиэстеразу сАМР, и поэтому можно ожидать
повышения уровня сАМР у получавших его мух. Если за дефект обучаемости,
ассоциированный с мутацией dunce, ответственно именно повышение уровня
сАМР, то кофеин должен нарушать способность мух к обучению. Эксперименты
показали, что так оно и происходит в действительности. Этот результат
является сильным доводом в пользу той идеи, что дефект в обучаемости у
dunce-мутантов обусловлен потерей активности фосфодиэстеразы, а не каким-
нибудь, например, регуляторным нарушением, которое "выключает"
фосфодиэстеразу и в то же время независимым образом влияет на процесс
обучения.
Г. Представленные здесь данные, безусловно, согласуются с
заключением, что мутация dunce изменяет сам структурный ген
фосфодиэстеразы сАМР. Тем не менее возможны и другие интерпретации, в
частности ген dunce мог бы кодировать регулятор транскрипции, который
абсолютно необходим для экспрессии структурного гена фосфодиэстеразы.
Избыточная экспрессия такого фактора (при дупликации) могла бы вызвать
усиление экспрессии гена фосфодиэстеразы, и, наоборот, отсутствие фактора
в результате делеции сделало бы экспрессию структурного гена невозможной.
Эта гипотеза "позитивного" регулятора транскрипции в принципе объясняет
приведенные экспериментальные данные, однако в настоящее время ген dunce
клонирован и секвенирован: его последовательность обнаруживает сильную
гомологию с другими генами фосфодиэстераз, и, судя по всему, он и
представляет собой структурный ген фосфодиэстеразы сАМР.
Было бы несправедливо не отметить, сколь значительную роль в
этой истории сыграло простое везение. Генетикам, работавшим с мутацией
dunce, было бы очень трудно выявить биохимическую природу продукта
измененного гена (хотя определение последовательности и могло бы
однозначно решить вопрос); точно так же биохимики, исследовавшие дефекты
в системе циклических нуклеотидов, вряд ли смогли бы обнаружить
нарушение, связанное с поведением. Все произошло гораздо быстрее, чем это
обычно бывает, лишь потому, что две группы ученых работали в одном
институте.
Литература: Byers, D.; Davis, R.L.; Kiger, J.A. Defect in cyclic
AMP phosphodiesterase due to the dunce mutation of learning in Drosophila
melanogacter. Nature 289, 79-81, 1981.
Chen, C.-N.; Denome, S.; Davis, R.L. Molecular analysis of cDNA
clones and the corresponding genomic coding sequences of the Drosophila
dunce+ gene, the structural gene for cyclic AMP phosphodiesterase. Proc.
