Взаимодействие кальциевых каналов плазматической мембраны клеток А431 и рецептора инозитолтрисфосфата эндоплазматического ретикулума

• Автор: Алексеенко, Вадим Аркадьевич
• Шифр специальности: 03.00.25
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 75 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список используемых сокращений

ВВЕДЕНИЕ

Основное положение, выносимое на защиту

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Ионы кальция как внутриклеточный посредник

Выброс кальция из внутриклеточного депо

1Р3 посредник, обеспечивающий выброс кальция из депо

Образование и деактивация 1Р3

Пути активации фосфолипазы С

Рецептор 1Р3 эндоплазматического ретикулума

Молекулярная структура I3
Физиологические свойства I3
Депоуправляемый вход кальция в клетку
Каналы, активируемые выбросом кальция
Низ ко проводящие кальциевые каналы
Гипотезы о механизме регуляции депозависимых кальциевых каналов
Регуляция цитозольным кальцием
Существование растворимого посредника
Встраивание везикул, содержащих канал
Конформационное сопряжение
Взаимодействие I3 и Р1Р2
Цитоскелет и ионные каналы
Заключение
Задачи исследования
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Активация каналов I экзогенным рецептором 1Р3
Влияние Р1Р2 на активацию каналов
Перестройки цитоскелета клеток А1 при действии цитохалазина Д и каликулина А Влияние перестроек цитоскелета на агонистиндуцированный вход и выброс кальция Влияние перестроек цитоскелета на активацию каналов I
Каков же механизм активации каналов 1тт
Механизмы делозависимого входа кальция в невозбудимых клетках кандидатуры на роль I
Каналы семейства Тгр
Могут ли I3 в плазматической мембране обеспечивать 1Р3 зависимый вход кальция Альтернативные механизмы активации I
Конформационное сопряжение не уникальное явление
Являются ли каналы 1 родственными каналам I
Заключение
ВЫВОДЫ
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В то же время, характеристики каналов, осуществляющих вход кальция из внеклеточной среды через плазматическую мембрану, исследованы недостаточно, а механизм их активации до сих пор остатся неясным. Для кальциевых каналов, активируемых опустошением Са2 депо каналов , характерны высокая селективность для двухвалентных катионов и низкая проводимость. Методом анализа шумов при регистрации токов от целой клетки проводимость единичного подуровня обычно оценивается не выше 1 пСм, а некоторые авторы i, i, оценивают е в фСм. Чтобы обойти трудности регистрации таких низкопроводящих каналов, во многих работах используют модельные системы, далкие по своим электрофизиологическим свойствам от каналов , к примеру, каналы семейства Тгр, характеризующиеся высокой проводимостью и низкой селективностью . Сотрудниками нашей лаборатории были описаны кальциевые каналы Ii, характеризующиеся низкой проводимостью порядка 1 пСм, высокой селективностью Рсак Ю3, инактивацией при повышении концентрации Са2 в цитозоле, активируемые УТФ с внешней или инозитол1,4,5трисфосфатом 1Р3 с внутренней стороны плазматической мембраны iv . . Для объяснения механизмов активации депоулравляемых кальциевых каналов были выдвинуты две основных гипотезы. Согласно первой из них, сигналом для активации этих каналов является образование растворимого посредника фактора кальциевого входа ii, i, , вызванное опустошением Са2 депо по второй ключевую роль играет непосредственное конформационное взаимодействие между I3 внутриклеточного депо и кальциевым каналом плазматической мембраны Ivi, i, . Было получено значительное количество косвенных свидетельств в пользу последней гипотезы, в том числе пространственное сближение места 1Р3индуцированного выброса кальция из депо и места входа кальция через плазматическую мембрану . Возможность активации кальциевых каналов плазматической мембраны белком I3 iv , прямо указывает на наличие белокбелковых взаимодействий при активации кальциевых каналов. В дальнейших исследованиях модели конформационного сопряжения было показано влияние перестроек цитоскелета на кальциевую сигнализацию ii . . Развитие этой гипотезы привело к появлению предположений о подвижности кальциевого депо в процессе активации кальциевого входа . Iii, , i . Высокоселективные депозависимые кальциевые каналы Ii активируются путм конформационного взаимодействия с рецептором инозитолтрисфосфата, находящемся в мембране внутриклеточного кальциевого депо эндоплазматический ретикулум. Роль ионов кальция как внутриклеточных посредников была впервые продемонстрирована в середине XX в было показано, что инъекция кальция в мышечную клетку приводит к е сокращению i, ii, . Эффект, производимый ростом концентрации ионов кальция на внутриклеточные процессы, связан с их способностью связываться с отрицательно заряженными группами белков, нуклеиновых кислот и других компонентов цитозоля. При дальнейших измерениях концентрации ионов кальция в цитозоле у различных типов клеток было обнаружено, что в покое она не превышает 7 8 М в плазме крови его нормальная концентрация близка к 3 М. При стимуляции клеток внеклеточными агонистами или нервными импульсами концентрация ионов кальция может повышаться до величин порядка 6 М. Такое повышение было названо кальциевым ответом. Выброс кальция из внутриклеточного депо является первой фазой кальциевого ответа. Сигналом для этого выброса из депо является появление в цитозоле вторичных посредников, образующихся при связывании рецепторов плазматической мембраны с агонистами. Понижение концентрации кальция в депо приводит к запуску второй фазы кальциевого ответа активации кальциевых каналов плазматической мембраны и входу кальция в клетку , . Внеклеточный кальций используется для восстановления заполненного состояния депо. Этот механизм является общим для всех типов клеток, однако в электровозбудимых клетках его действие маскируется активностью потенциалуправляемых кальциевых каналов.