Нейрохимия - Ашмарин И.П.
ISBN 5-900760-02-2
Скачать (прямая ссылка):
Актомиозинподобные белки можно отнести к сократительным белкам нервной ткани. Они были извлечены различными способами из целого мозга и отдельных частей нервной системы. В развивающемся мозге и в культуре нейронов содержание актиноподобных белков достигает 8%, а миозинподобных белков —
0,5%. У взрослых животных количество последних несколько меньше. По аминокислотному составу и первичной структуре актиноподобный белок близок к актину из мышц.
Актомиозинподобные белки участвуют в аксональном токе и освобождении трансмиттеров в синапсах. Кроме того, они были обнаружены в конусе роста, где их содержание довольно высоко в отличие от низкого содержания этих белков в культуре нейробластов. Имеются косвенные данные о том, что в нативном состоянии часть актиноподобных белков находится в комплексе с миозинподобными белками, причем эти комплексы чувствительны к митогенетическим ядам, в то время как в отдельности указанные белки малочувствительны к этим агентам.
К актомиозинподобным белкам ЦНС относится нейросте-нин. Он состоит из двух белков — нейрина и стенина. Взаимодействуя между собой, они образуют комплекс — нейростенин с Мг = 47-50 кД. Он имеет много общего с актомиозином мышцы по структуре и по функциям, хотя и не идентичен ему.
Нейростенин обладает АТФазной активностью и активируется ионами Са2+ и Mg2+. Количество нейростенина составляет около 1-1,5% от общего белка мозга; однако в синаптических образованиях его содержание достигает 8-10%. Нейрин локали-
83
зован преимущественно в пресинаптических мембранах, а сте-нин — на наружной поверхности мембран везикул. С формированием нейростенина в присутствии АТФ и ионов Са2+ связывают предположительно контакт везикул с пресинаптическими мембранами. Полагают, что сократительные белки мозга, в том числе нейростенин, участвуют в раскрытии везикул и выходе нейромедиатора в цитоплазму и синаптическую щель. В “плавлении” мембраны везикул, происходящем при выбросе медиатора, важную роль играют также синапсины и другие Са-связы-вающие белки, описанные выше.
Большой интерес представляет другой сократительный белок нейронов — кинезин. Этот недавно открытый цитоплазматический транслокатор является “механохимической” АТФа-зой, способной обеспечивать скольжение внутриклеточных ор-ганелл вдоль микротрубочек. Он служит одним из двигателей антероградного аксонального тока.
Кинезин из мозга крупного рогатого скота состоит из двух полипепгидных цепей (с Мг = 120 и 62 кД соответственно), неодинаковых по первичной структуре. Он образует прочный комплекс, в котором субъединицы связаны нековалентно. Молекула нативного кинезина состоит, по-видимому, из двух пар указанных субъединиц с Мг = 384 кД. В клетке обе субъединицы связаны с микротрубочками. Чистый кинезин обладает слабой АТФазной активностью, которая, однако, возрастает в несколько раз в присутствии микротрубочек. Молекулы АТФ соединяются с тяжелой субъединицей кинезина, которая является каталитически активной. Энергии, высвобождающейся при гидролизе АТФ кинезином, достаточно для обеспечения передвижения даже крупных внутриклеточный органелл в аксонах. В последнее время описан белок, подобный кинезину, но неидентичный ему, обеспечивающий ретроградный аксональный ток, — динеин.
Другой белок — спектрин, обнаруженный сначала в мембранах эритроцитов, где он составляет до 30% всех мембранных белков, а затем и в клетках многих органов и тканей, представляет собой компонент цитоскелета клетки. Длинная фибриллярная молекула спектрина состоит из двух полипептидных цепей (Мг = 220 и 240 кД). Такие молекулы образуют субмем-бранную сеть филаментов на внутренней поверхности цитоплазматической мембраны (спектриновый скелет), которая через молекулы другого белка — анкирина взаимодействуют с другими белками цитоскелета, что снижает подвижность белков в плоскости мембраны. В ткани головного мозга спектрин участ-
84
вует также в распределении ионов К+ и Na+ по поверхности мембран возбудимых клеток.
Белок клатрин впервые был выделен из мембран так называемых окаймленных пузырьков, принимающих участие в эн-доцитозе и быстром внутриклеточном транспорте веществ. Этот фибриллярный белок (Мг = 180 кД} образует характерный многоячеистый чехол а виде корзиноподобной сети из пяти- и шестиугольных пептидных цепей на поверхности окаймленных пузырьков. Эта сеть формируется в результате нековалентных связей между “трехлопастными” молекулами клатрина, состоящими каждая из трех идентичных тяжелых и трех легких полипеп-тидных цепей двух типов. Легкие цепи клатрина активно связывают ионы Са^+ в молярном соотношении 1:1.
Помимо клатрина в состав “клатринового чехла” входит и так называемый “белок сборки чехла” с Мг = 50 кД, который может подвергаться фосфорилированию-дефосфорилированию.
Функция клатрина состоит в обеспечении некоторых форм эндоцитоза, в особенности процесса так называемой интернализации — вхождения в цитоплазму больших групп пептидных рецепторов, связавшихся со своим лигандом. В последнее время эта форма введения информации через мембрану в цитоплазму клетки привлекает все большее внимание.
