Потенциалоуправляемые кальциевые каналы: взаимозависимость ингибирования и инактивации

Потенциалоуправляемые кальциевые каналы: взаимозависимость ингибирования и инактивации

Автор: Бирюков, Станислав Анатольевич

Шифр специальности: 03.00.02

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2006

Место защиты: Пущино

Количество страниц: 181 с. ил.

Артикул: 3310058

Автор: Бирюков, Станислав Анатольевич

Стоимость: 250 руб.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ.
Роль КАЛЬЦИЯ В ЖИВЫХ СИСТЕМАХ
Потенциалоуправляемые Са2 каналы
Са2 антагонисты
Формальное описание работы потенциалоуправляемых Са2 каналов
Кинетика инактивации отличительная черта подгрупп потенциалоуправляемых Са2 каналов
Конформационнозависимое действие веществ
Исследования взаимосвязи структуры и функции белков при помощи рекомбинантных каналов и анализ данных
Цели исследования
Положение, выносимое на защиту
Научная новизна
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ
Структура диссертации
ГЛАВА I ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.
Кальции и кальциевые токи через клеточную мембрану
Классификация потенциалоуправляемых Са2 токов
Как ионы проникают через клеточную мембрану
Субъединицы Са2 каналов
ссубъединица
3субъединица
сс2субъединица
усубъединица
Классификация потенциалозависимых Са2 каналов
Фармакология потенциалоуправляемых Са2 каналов
Молекулярные основы взаимодействия каналлиганд
Структуры рецепторов кальциевых антагонистов на уровне отдельных аминокислот Структура рецептора Дигидропиридинов
Структуры рецепторов Фенилалкиламинов и Бензотиазепинов
Исследования функции потенциалозависимых Са2 каналов на примере трансгенных организмов
Выключение экспрессии Сду1 2 а1С
Переэкспрессия Са1 2 а1С
Выключение экспрессии Са1 3аЮ
Выключение экспрессии v2 1 а1А
Выключение экспрессии Са2 2 а1В
Выключение экспрессии Са2 3 а1Е
Выключение экспрессии субъединицы
Выключение экспрессии субъединицы
Выключение экспрессии у1субъединицы
Патологические состояния, вызванные мутациями в генах, кодирующих потенциалозависимые Са2 каналы
Полушарная мигрень
Эпизодическая атаксия, тип 2 ЕА2
Мозжечковая церебеллярная атаксия, тип 6 СБА6
Врожденная стационарная никталопия хЮБИВ
Предрасположенность к злокачественной гипертермии
Периодические гиперкалемические параличи
Ионоселективный фильтр потенциалозависимых Са2 каналов
Пространственная структура потенциалоуправляемых ионных каналов
Внешний вид комплекса потенциалозависимого Са2 канала
Пространственная структура потенциалозависимого К канала
КОНФОРМАЦИОННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛОЗАВИСИМЫХ СА2 КАНАЛОВ ВО ВРЕМЯ ПРОХОЖДЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛА ДЕЙСТВИЯ .
Кинетика инактивации отличительная черта подгрупп Са каналов
Мутации, вызывающие полушарную мигрень у человека, изменяют кинетику инактивации Са каналов
Исследования механизмов инактиваци с использованием рекомбинантных Са каналов
В ИОНОПРОВОДЯЩЕИ структуре Са канала расположены детерминанты кинетики инактивации
Внутриклеточные петли взаимодействие с р субъединицами, Сбелками и синтаксином
Карбоксильное окончание сплайсварианты С а1 2 и Са зависимая инактивация Структурные определяющие медленной инактивации в Са каналах
Структуры, определяющие инактивацию, влияют на связывание лигандов в ИОНОПРОВОДЯЩЕИ структуре Са канала
Выводы и обсуждение
ГЛАВА II МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.
ООЦИТЫ ХЕМОРиБ ЬАЕМБ КАК СИСТЕМА ДЛЯ ЭКЗОГЕННОЙ ЭКСПРЕССИИ ИОННЫХ КАНАЛОВ
Экспрессия химерных ои субъединиц в ооцитах Хеиорцб ьаемб
Эксперименты методом двухэлектродной фиксации потенциала
Анализ ингибирования Са и Ва токов Са антагонистами
Конструирование ионных каналовмутантов
Частота снятия показаний
Программное обеспечение
Статистика
Приложение анализ кинетики ингибирования открытого и инактивированного состоянии ионного канала
ГЛАВА III МЕХАНИЗМ ИНАКТИВАЦИИ САУ2.1 И РОЛЬ РСУБЪЕДИНИЦ
Влияние аминокислот сегмента МБб на кинетику инактивации
Замена М на полярные и заряженные аминокислоты вызывает значительное ускорение кинетики инактивации
Влияние консервативных аминокислот на кинетику инактивации
Изменение кинетики инактивации различных мутантов при экспрессии Р2асубъединицы
Обсуждение
Структуры сегмента МБб, определяющие кинетику инактивации
Влияние мутаций в сегменте 6 на регулирование кинетики Са2 1 рсубъединицами
Краткое резюме к Главе III . .
ГЛАВА IV МОЛЕКУЛЯРНЫЙ МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ ИЗРАДИПИНА РОЛЬ ИНАКТИВИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ С А КАНАЛА.
Действие Рсубъединиц на инактивацию Са каналов и ингибирование израдипином Молекулярные структуры в сегменте IV6, определяющие инактивацию, влияют на ингибирование Са каналов израдипином
Равновесная инактивация и потенциалозависимое ингибирование Са каналов .ТИПА .
Кинетика израдипининактивации при мВ
Действие израдилина на кинетику 1ва при мВ .
Восстановление В а тока из потенциалозависимого
ингибирования израдипином
Обсуждение
Мутации в сегменте УЭ6 влияют на ингибирование израдипином Са канала в состоянии покоя .
Роль инактивации в подавлении а онр каналов израдилином
Роль инактивации при ингибировании Са2 каналов Етила израдипином 6 Молекулярные структуры в согменте IV, ответственные за инактивацию, определяют кинетику восстановления каналов от инактивации в присутствии израдипина .
Молекулярный механизм действия ДГП
Краткое резюме к Главе IV
ГЛАВА V ПОТЕНЦИАЛОЗАВИСИМОЕ УСКОРЕНИЕ БАРИЕВОГО ТОКА ЧЕРЕЗ V1.2 КАНАЛЫ . И ИЗРАДИПИНОМ.
ПОДАВЛЕНИЕ И ИЗРАДИПИНОМ БАРИЕВЫХ ТОКОВ ЧЕРЕЗ СА1 2 .
Потенциалозависимое ускорение инактивации I и израдипином
Отличие стабильности и израдипининактивированных состоянии
Обсуждение
Эффективность ингибирования Са2 каналов в состоянии покоя мВ соответствует способности израдипина ускорять переход из состояния покоя в инактивированное состояние мВ
Ингибирование открытого состояния или усиление инактивации
Молекулярные структуры v1 2, определяющие исходную и лигандзависимую инактивацию
Краткое резюме к Главе V
ГЛАВА VI ОБЩИЕ СВОЙСТВА ИНГИБИРОВАНИЯ И ИНАКТИВАЦИИ СА КАНАЛОВ СОВПАДЕНИЕ ИЛИ ЗАКОНОМЕРНОСТЬ
Введение
Потенциалозависимая инактивация и чувствительность химер v каналов к лигандам
Аминокислоты, расположенные вблизи рецепторов Са антагонистов, определяют
КИНЕТИКУ ИНАКТИВАЦИИ И ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ КАНАЛА К ЛИГАНДАМ
Аминокислоты, не входящие в состав рецепторов Са антагонистов, но определяющие кинетику инактивации, влияют на ингибирование канала лигандами
рСУБЪЕДИНИЦА ОКАЗЫВАЕТ ВЛИЯНИЕ НА КИНЕТИКУ ИНАКТИВАЦИИ И ПОДАВЛЕНИЕ КАНАЛА ЛИГАНДАМИ
Структуры, определяющие кинетику инактивации, и чувствительность каналов к ДГП 2 Роль Сазависимои инактивации в ингибировании канала лигандами
Моделирование взаимодействия каналлиганд
Обсуждение
ГЛАВА VII КОНФОРМАЦИОННОЗАВИСИМОЕ ИНГИБИРОВАНИЕ
Введение
Частотозависимое ингибирование ионного канала в течении последовательности импульсов
Количественный анализ частотозависимого ингибирования
Как учесть молекулярный механизм ингибирования ионного канала
Зависимость связывания лиганда от состояния канала
Ингибирование состояния покоя ионного канала
Особенности ингибирования открытого и инактивированного состояний канала 0 Методы исследования конформационнозависимого ингибирования кальциевых каналов
Взаимозависимость ингибирования и инактивации
Молекулярный механизм действия ФАА, дилтиазема и мибеорадила
Молекулярный механизм действия ДГП
Дискуссия и выводы
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Кальций Са2 участвует в регуляции самых разнообразных процессов в живых системах деление и слияние клеток, экспрессия генов, активация мышечных сокращений, выброс медиаторов, секреция гормонов и апоптоз i, . Активация многих сигнальных систем ведет к увеличению внутриклеточной концентрации Са2. Это может достигаться высвобождением Са2 из клеточных органелл например, саркоплазматического ретикулума или диффузией ионов Са2 из внеклеточного пространства внутрь клетки по электрохимическому градиенту. Поток ионов Са2 или, другими словами, Са2 ток через мембрану клетки, может регулироваться активацией мембранных рецепторов или, в возбудимых клетках, изменением мембранного потенциала. Способ измерения потенциалоуправляемых ионных токов через клеточную мембрану метод фиксации потенциала разработали и . Впоследствии Ходжкин и Хаксли использовали метод фиксации потенциала для исследования распространения потенциала действия в гигантском аксоне кальмара i Ходжкин и Хаксли установили, что для проведения потенциала действия мембрана аксона должна обладать способностью выборочно пропускать ионы натрия иили калия в ответ на изменение мембранного потенциала, и экспериментально измерили электрические токи, вызванные потоком соответствующих ионов через мембрану i x, ас подробно описано в Ходжкин, . Используя метод фиксации потенциала, и i впервые измерили электрический ток, вызванный потоком ионов Са2 через клеточную мембрану. Классификация потенциалоуправляемых Са2 токов. Потенциалоуправляемые Са2 токи в различных типах клеток отличаются по своим физиологическим и фармакологическим свойствам Рис. Г V,

Ч. Рис. И. Токи через потенциалоуправляемые Са2 каналы разных типов. Токи типа экзогенная экспрессия в ооцитах X vi. Нормализованные вольтамперные характеристики токов разных типов Зависимости токов и типов от потенциала отличаются сравнительно мало токи активируются при деполяризациях до мВ, и достигают максимума при потенциале мембраны около мВ. Для активации токов Ттипа требуется относительная слабая деполяризация токи активируются при потенциале мВ, и достигают максимума при мВ. Для активации Са2 токов Ьтипа необходима сравнительно сильная деполяризация клеточной мембраны. ВПАтоки Токи типа относительно медленно инактивируются и избирательно подавляются такими органическими соединениями, как 1,4дигидропиридины, фенилалкиламины и бензотиазепины подробно описаны ниже, Рис 5. Наличие токов типа характерно для мышечных и эндокринных клеток. Соответственно, активация Са2 токов этого типа ведет к мышечному сокращению или секреции. Для активации токов , и типов также требуется относительно сильная деполяризация клеточной мембраны ВПАтоки. Токи этих типов малочувствительны к Са2 антагонистам, но ингибируются некоторыми белковыми токсинами пауков и морских улиток. Токи , и типов присутствуют преимущественно в нейронах и отвечают за синаптическую передачу в большинстве быстрых синапсов. Токи Ттипа активируются сравнительно с токами типа слабыми деполяризациями токи с низким порогом активации и сравнительно быстро инактивируются. Токи Ттипа слабо ингибируются ДГП, ФАА и БТЗ, а также нечувствительны к токсинам пауков и морских улиток, используемых для фармакологического выделения токов , и типов. Принято считать, что токи Ттипа задействованы в регулировании электрической активности возбудимых клеток. Термин ионный канал начал активно использоваться в начале х годов для обозначения на тот момент гипотетической структуры, обеспечивающей ионный транспорт через клеточную мембрану например, i , , , . Такой термин сам по себе был весьма смелым предположением, потому что соответствующих экспериментальных данных на тот момент не существовало. Важным шагом на пути к пониманию механизмов ионного транспорта через клеточную мембрану явилось открытие того, что некоторые вещества избирательно ингибируют поток определенных ионов. Тетродотоксин токсин рыбы фугу, ТТХ и сакситоксин токсин моллюска xi, X избирательно и обратимо подавляют токи i , , , в то время как тетраэтиламмоний ТЭА избирательно и обратимо подавляет К токи i i, .

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.203, запросов: 145