Нейрохимия - Ашмарин И.П.
ISBN 5-900760-02-2
Скачать (прямая ссылка):
80
ронов так, что его N-концевой фрагмент из 625-630 остатков расположен на поверхности клетки. Он участвует, по-видимому, в организации межнейрональных контактов, особенно в области нервных окончаний. Кроме того, выстоящая над поверхностью часть Р-АРР в норме отщепляется специфическими протеинами и, как недавно установлено, стимулирует развитие отростков, участвуя в формировании памяти. При болезни Альцгеймера отщепляется несколько более короткий участок (около 610 аминокислотных остатков), так что на поверхности нейрона остается упомянутый выше небольшой р-амилоидный пептид.
В настоящем разделе мы не касаемся ряда белков мембран синапсов, являющихся рецепторами нейромедиаторов и нейропептидов. Многие из них относятся к категории нейроспецифических. Они рассматриваются далее в главе, посвященной структуре и функциям рецепторов.
3.3. СОКРАТИТЕЛЬНЫЕ И ЦИТОСКЕЛЕТНЫЕ БЕЛКИ НЕРВНОЙ ТКАНИ
Рассматривая сократительные и цитоскелетные белки, входящие в состав нейрональных и нейроглиальных клеток, в данной главе, посвященной нейроспецифическим белкам, следует отметить, что не все они отличны от сократительных белков других тканей.
Пока нет достаточных оснований, например, считать ней-роспецифическими миозин и актин нервной ткани. В то же время, композиция и функции надмолекулярных образований ЦНС, в которые они входят, столь своеобразна, что описание их в настоящей главе представляется оправданным.
Специфические сократительные белки обеспечивают динамичность вообще и механическую подвижность нервной ткани, участвуя в самосборке и распаде специфических структур — микротрубочек (нейротубул), нейрофиламентов и других пре-синаптических и постсинаптических образований, в переносе различных соединений между разными областями нейрона, а также в поддержании и модуляции пространственного положения частей нейрона.
Микротрубочки и нейрофиламенты являются важнейшими структурными образованиями нервных клеток, обладающими как скелетными, так и сократительными свойствами. Они принимают непосредственное участие в прямом и ретроградном транспорте клеточных органелл, нуклеиновых кислот, белков,
81
сложных липидов, липо- и гликопротеинов и их предшественников, а также ряда других метаболитов по аксону от тела нейрона до синаптических окончаний. Кроме того, они участвуют в движении метаболитов в различных субклеточных структурах тела нейронов. Они претерпевают изменения при различных функциональных состояниях и, являясь динамическими структурами, могут влиять на топографию поверхности нейрона и на мозаичность нейрональных мембран. Не менее важно и их значение в самосборке микроструктур и надмолекулярных комплексов, а также в поддержании определенной конфигурации микроструктур.
Микротрубочки (нейротубулы) представляют собой образования цилиндрической формы, диаметр которых достигает 24 нм, а наибольшая длина соизмерима с длиной отростков нейронов. Основная масса белка, входящего в состав микротрубочек, приходится на долю нейротубулина. Его количество достигает 15% от суммы растворимых белков мозга. В период формирования и увеличения размеров мозга содержание в нем нейротубулина еще выше.
Нейротубулин является димером, в его состав входят 2 субъединицы — а-тубулин и р-тубулин. Молекулярная масса мономеров (субъединиц) тубулина составляет соответственно 53 и 57 кД.
Нейротубулин является кислым белком, в его составе содержится около 20% глутаминовой и аспарагановой кислот.
В микротрубочках нейротубулин находится в виде спиральных полимеров, состоящих из 10-14 молекул нейротубулина. Формирование полимерной трубчатой структуры протекает с потреблением макроэргов — за счет ГТФ. Сам нейротубулин обладает ГТФазной активностью. В полимеризации тубулина принимает также участие специальный белок сборки тубулина
— Т-фактор. Сборка и разборка микротрубочек in vivo происходит очень быстро (минуты — десятки минут). Подавляется сборка микротрубочек известными ядами (используемыми при лечении некоторых форм рака) — колхицином, винбластином и винкрестином.
Нейротубулин даже при высокой степени очистки обладает фосфокиназной и протеинкиназной активностью, так как эти ферменты, по-видимому, являются обязательными компонентами нейротубулина.
Сравнение пептидных карт тубулинов, выделенных, например из микротрубочек мозга куриного эмбриона и сперматозоидов морского ежа, показало значительную степень их иден-
82
тичности. Это дает основание считать тубулины относительно стабильными (консервативными) белками в эволюционном плане.
Нейрофиламенты образуются из спирально скрученных нитевидных образований, диаметр их колеблется в пределах 5-12 нм. Филаменты размером 5-6 нм называются микрофиламента-ми. Нейрофиламенты содержат сравнительно много актомио-зинподобных белков, особенно актина в нитевидной, F-форме. Образование актиновых нитей в нейрофиламентах состоит в полимеризации молекул глобулярного G-актина с Мг 46 кД, протекает за счет энергии гидролиза АТФ до АДФ и подавляется алколоидом — цитохалазином В. В состав нейрофиламентов входит также коллаген, который может быть удален с помощью коллагеназы. Обнаружена видовая специфичность белков ней-рофиламентов в мозге человека по сравнению с мозгом животных (быка, крыс).
