Нейрохимия - Ашмарин И.П.
ISBN 5-900760-02-2
Скачать (прямая ссылка):
Представленные данные свидетельствуют о существенном вкладе сократительных белков в обеспечение специфических функций нервной ткани. Среди рассмотренных выше цитоске-летных белков не охарактеризованы белки миелина, т.к. кроме скелетных, они выполняют ряд функций, связанных с проведением импульса по аксону. Они описаны далее в подразделе 3.6 настоящей главы.
3.4 НЕЙРОСПЕЦИФИЧЕСКИЕ БЕЛКИ - ФЕРМЕНТЫ
Первым ферментным нейроспецифическим белком, открытым в 1968 г. Б. Муром и Р. Пересом в мозге крупного рогатого скота, оказался белок 14-3-2; название он получил по номерам хроматографических и электрофоретических фракций. 14-3-2 оказался ферментом — енолазой. В настоящее время показано, что енолаза, встречающаяся во всех тканях и органах животных и человека, построена из двух типов субъединиц — а и у, причем именно у-субъединица является нейроспецифической. В нервной ткани встречаются следующие изоформы енолазы: аа-неспецифическая енолаза, идентичная енолазе печени (локализована в глиальных клетках); ау — гибридная форма, обозначае-
85
мая как белок 14-3-1, и уу — нейроспецифический изоэнзим ено-лазы (белок 14-3-2), локализованный только в нейронах.
Молекулярная масса белка 14-3-2 близка к 80 кД. Как и белок S-100, он содержит относительно много дикарбоновых кислот (изоэлектрическая точка около pH 5). Интересно, что эта изоформа термостабильна до температуры 50°С. Значительно различаются и периоды полужизни изоферментов енолазы: для уу-димера он равен 320 мин, а для аа-димера — 15 мин.
Белок 14-3-2 широко распространен в ЦНС и ПНС млекопитающих и птиц. Его количество составляет около 1,5% от общих растворимых белков мозга. В отличие от белка S-100 он локализован главным образом в нейронах, а в клетках нейроглии его содержание незначительно.
Белок 14-3-2 сосредоточен в сером веществе больших полушарий. В других органах и тканях человека этот белок отсутствует или содержится в количествах, в 50-100 раз меньших. Иммуно-химическим методом показано, что в постнатальный период развития головного мозга крыс белок 14-3-2 наиболее интенсивно синтезируется в гиппокампе и синаптических мембранах. В опытах с дегенерацией зрительного нерва было обнаружено снижение содержания и интенсивности метаболизма белка 14-3-2.
По своей внутриклеточной локализации белок 14-3-2 является в основном цитоплазматическим и присутствует в цитоплазме как нейронов, так и периферических нервов. Он транспортируется с помощью медленного аксотока. Обнаружено три типа нейронов: а) приобретающие белок 14-3-2 раньше других в ходе онтогенеза и сохраняющие его постоянно; б) имеющие белок 14-3-2 только в определенный период онтогенеза; в) не имеющие этого белка (к таковым относятся нейроны моторной зоны коры больших полушарий).
Открытие нейроспецифического белка 14-3-2 явилось в свое время важным событием, поскольку, во-первых, был обнаружен новый специфический нейрональный белок (в отличие от преимущественно глиального белка S-100), во-вторых, показано, что нейроспецифические белки могут представлять собой мозговые изоферменты уже известных энзимов.
В настоящее время идентифицирован целый ряд нейроспе-цифических изоферментов; среди них можно назвать мозговые формы альдолазы (тетрамер С4), арилсульфатазы (Вм), ВВ-изо-зим креатинкиназы и многие другие. Часть нейроспецифиче-ских белков-ферментов рассматривается в других разделах книги при описании процессов синтеза и деградации медиаторов и
86
нейропептидов в связи с образованием и действием вторичных мессенджеров, а также при анализе ряда высших функций ЦНС.
3.5 СЕКРЕТИРУЕМЫЕ РЕГУЛЯТОРНЫЕ И ТРАНСПОРТНЫЕ НЕЙРОСПЕЦИФИЧЕСКИЕ БЕЛКИ *
Особо необходимо остановиться на секретируемых белках, выполняющих функцию транспорта и защиты от разрушения пептидных регуляторов, вырабатываемых ЦНС. Из них наиболее изучены нейрофизины (НФ), локализованные преимущественно в задней доле гипофиза и гипоталамуса. Они представляют собой гетерогенную группу низкомолекулярных кислых белков. Нейрофизины головного мозга человека и ряда животных достаточно хорошо исследованы. Выделены три фракции этих нейроспецифических белков — НФ1, НФН, НФШ, а также четыре минорные фракции. Суммарная фракция НФ имеет молекулярную массу около 10 кД. Содержание НФ в задней доле гипофиза относительно очень велико и составляет у крыс в среднем 0,15 нМ, а в гипоталамусе 0.01 нМ. В небольших количествах (в 20-30 раз меньших) НФ обнаружены также в плазме крови.
Пептидная цепь НФ состоит из 91-95 а.о. Интересно, что 85-90% аминокислотных остатков в составе нейрофизинов идентичны у человека и исследованных видов животных. Иммуно-химическими методами установлено, что фракция НФ1 синтезируется в паравентрикулярных ядрах, а НФН — а супраопти-ческом ядре.
В интактном состоянии нейрофизины находятся в прочном комплексе с окситоцином или вазопрессином. Связь НФ с этими гипофизарными гормонами нековалентная и осуществляется фрагментом молекулы, находящимся в пределах 37-54-го аминокислотных остатков полипептидной цепи НФ. В нормальных условиях существует определенное молярное соотношение между НФ и гипофизарными гормонами. Так, в гипофизе это соотношение между НФ и окситоцином равно 1:10, а в гипоталамусе — 1:14.
