Нейрохимия - Ашмарин И.П.
ISBN 5-900760-02-2
Скачать (прямая ссылка):
В клетках мозга найдено несколько субстратов для протеинкиназы С. Отметим среди них основной белок миелина, 87 кД-белок и В-50-белок. Степень фосфорилирования основного белка миелина протеинкиназой С, присутствующей в миелине, увеличивается in vivo при К+-деполяризации мембраны. Протеинкиназы В не оказывают такого действия.
Установлено, что активация С-киназы форболовыми эфирами приводит к увеличению секреции нейромедиаторов, вызванной пресинаптическими потенциалами действия. Полагают, что способность С-киназы увеличивать секрецию связана именно с фосфорилированием упомянутого выше 87 кД-белка. Этот белок локализован преимущественно в синаптосомах — как в мембранной, так и цитозольной фракциях. Вероятно, его фосфо-рилирование С-киназой (но не В-киназой) в окончаниях нейронов обусловливает регуляцию Са-зависимой секреции нейромедиаторов.
В-50-белок (Мг~48 кД) ассоциирован с пресинаптическими мембранами нейронов мозга. Как недавно установлено, этот белок проявляет активность фосфатидилинозитол-4-фосфат киназы — фермента, участвующего в синтезе фосфатидилинози-толдифосфата (субстрата фосфолипазы С). Таким образом, передача сигнала через систему фосфатидилинозитола в мозге может регулироваться с помощью фосфорилирования В-50-белка протеинкиназой С.
Протеинкиназа С, по-видимому, регулирует как хемозависи-мые, так и электрозависимые Са-каналы в нервных клетках. Так, искусственные аналоги диацилглицерина — форболовые эфиры — в задних корешках спинного мозга блокируют хемозави-симые Са-каналы в концентрациях, при которых эти соединения активируют протеинкиназу С. Установлено также, что внутриклеточная инъекция протеинкиназы С увеличивает амплитуду электрозависимого Са-тока и уменьшает Са-активируемый калиевый ток в нейронах моллюска аплизии. При этом, по имеющимся данным, С-киназа (так же, как и киназы В и G) преимущественно фосфорилирует регуляторные компоненты мембран, сопряженные с каналами, а не пептиды, формирующие собст-
360
венно трансмембранные каналы (напротив, А-киназа модулирует свойства Са-каналов с помощью фосфорилирования белковых компонентов этих каналов). Таким образом, приведенные данные о влиянии на секрецию нейромедиаторов и трансмембранные потоки ионов свидетельствуют о непосредственном участии С-киназы в важнейших процессах нервной ткани.
Оценивая место протеинкиназы в системах регуляции, отметим, что существуют два варианта взаимодействия между системами вторичных посредников, определяемые как состоянием рецепторов, так и распределением в разных тканях, природой и условиями для фосфорилирования отдельных белков-мишеней: синергизм и антагонизм. Протеинкиназа С, по всей видимости, является тем звеном, которое путем тонкой подстройки сопрягающего аппарата связывает аденилатциклазную и фосфолипаз-ную системы передачи и усиления сигнала.
Так, обнаружено фосфорилирование протеинкиназой С а-субъединицы Gi5 ведущее к снятию ингибиторного действия этого сопрягающего белка на аденилатциклазу. Кроме того, уже упоминалось, что G( может быть одним из прямых активаторов фосфолипазы С. Непрямая активация фосфолипазы С может быть обусловлена увеличением активности фосфолипазы А2 при действии Gj (в свою очередь, продукты гидролиза фосфолипазы А2 активируют фосфолипазу С). Показано ингибирование фосфолипазы С посредством активации Gs. Так, установлено уменьшение образования диацилглицерина и инозитолтрифос-фата при повышении уровня цАМФ с помощью гормонов, ди-бутирил-цАМФ, форсколина. Вероятно, угнетение активности протеинкиназы С при активации протеинкиназы А обусловлено десенситизацией соответствующих рецепторов, потерей их чувствительности к агонистам. В пользу такого заключения свидетельствуют данные о потере специфического связывания с агонистами мускариновых холинорецепторов синаптических мембран при фосфорилировании этих рецепторов К-субъеди-ницей протеинкиназы А. В свою очередь, стимуляция М-холи-норецепторов сердца вызывает уменьшение активности адени-латциклазы и снижение уровня цАМФ.
Вместе с тем известны и примеры синергизма во взаимодействии протеинкиназ. Синергизм в действия протеинкиназ А, В и С отчетливо проявляется при фосфорилировании фосфоламбана — белка саркоплазмашческого ретику-лума миокарда. Показано увеличение индуцированного инозизхжгрифосфа-том высвобождения Са2+ под действием К-субъединицы протеинкиназы А, ингибитор К-субъединицы блокирует этот эффект Установлено также, что протеинкиназа С в некоторых типах клеток потенциирует р-адренергическую стимуляцию образования цАМФ. Преинкубация эндотелиальных клеток в присутствии 10 мкм (3-агониста изопротеренола вызывает активацию фосфо-
361
липазы С под действием гистамина. Протеинкиназа С может модулировать взаимодействие сопряженных систем вторичных посредников и через фосфо-диэстеразу; так, при фосфорилировании протеинкиназой С фосфодиэстеразы цАМФ теряется чувствительность этого фермента к цГМФ.
Показана возможность влияния протеинкиназы С на фос-форилирование белков через фосфорилирование ею протеин-фосфатаз, при этом особенно интригующим является фосфорилирование кальцинейрина — основной протеинфосфатазы нервной ткани. Фосфорилирование протеинкиназой С кальцинейрина может обеспечивать обратную связь в проявлении эффектов протеинкиназы С и протеинкиназы А: как известно, аутофосфорилированная форма протеинкиназы АII типа является предпочтительным субстратом для кальцинейрина.
