G‑белки

Гуаниннуклеотидсвязывающие регуляторные белки, или G‑белки, ответственны за передачу сигналов множества гормонов или нейромедиаторов к разнообразным мишеням клетки. Соответствующие примеры приведены в табл. 9.3. Четыре G‑белка были очищены до гомогенного состояния и биохимически охарактеризованы: d, Gs, Gi и G0. Оказалось, что каждый из них имеет уникальные мишени или эффекторные белки. Gt активирует cGMP‑специфичную фосфодиэстеразу в наружных сегментах палочек сетчатки; Gs и Gi соответственно стимулируют и ингибируют аденилатциклазу и присутствуют во всех клетках; G0 представлен в большом количестве в клетках мозга и, по-видимому, ингибирует электрочувствительный Са2 +-канал в нейронах. Кроме того, почти несомненно имеются и другие, пока не выделенные G‑клетки. G‑белок Gp, вероятно, использует в качестве мишени фосфатидилинозитолспецифичную фосфолипазу С, которая инициирует быстрый распад фосфатидилинозитола в плазматической мембране и образование нескольких вторых посредников. Существует также G‑белок, обозначаемый Gp, выделенный из мембран плаценты человека, однако его функция неизвестна. Другой G‑белок, GK, по-видимому, открывает К+-специфичные каналы в сердечной мышце и других клетках; G‑белки участвуют также в регуляции экзоцитоза. В некоторых случаях какой-то один G‑белок внутри клетки может отвечать на связывание лиганда с одним из нескольких разных рецепторов. Такая ситуация скорее всего имеет место, например, для белка Gk из клеток ганглия Aplysia. Кроме того, G‑белки могут иметь больше одной мишени. В качестве примера можно привести белок Gt, который активирует как cGMP‑фосфоднэстеразу, так и фосфолипазу А2 в наружных сегментах палочек сетчатки быка. По-видимому, в этих процессах активации участвуют различные субъединицы Gt.

Все четыре выделенных белка являются а-гетеротримерами. Биохимический анализ и анализ последовательности кДНК указывают на значительное различие между субъединицами, на существование по меньшей мере двух разных /З-субъединиц, а также на различия между 7‑субъединицами. а-Субъединицы связывают GDP и обладают ОТРазной активностью при отсоединении от /37‑субъединич-ной пары. а-Субъединица также содержит сайт, по которому может происходить ADP‑рибозилирование бактериальными экзотоксинами. Gi, G0 и Gt модифицируются коклюшным токсином, a Gs и Gt – холерным токсином. Эта ковалентная модификация блокирует фосфорилирование G‑белка и служит одним из тестов на участие G‑белков в качестве интермедиатов в клеточных ответах. Заметим, что модификации холерным и коклюшным токсинами оказывают существенно разные эффекты. Модификация холерным токсином приводит к непрерывной активации Gs в присутствии АТР, а коклюшный разъединяет Gi, G0, Gt и рецептор, необходимый для их активации.

G‑белки могут стимулироваться в отсутствие гормона при добавлении в цитозоль негидролизуемого аналога GTP – GTP7S, который связывается а-субъединицей. Это служит вторым тестом на участие G‑белков в физиологическом ответе. Стимулировать G‑белок может и добавление фторида; по-видимому, при этом образуется фторалюминатный комплекс со следовыми количествами алюминия. Этот ион, A14, связывается с комплексом G‑белок/ GDP и активирует его, по-видимому, так же, как аналог 7‑фосфата GTP.

Все G‑белки прочно связаны с плазматической мембраной, за исключением трансдуцина, который in vitro может легко отсоединяться от мембраны. По крайней мере в двух случаях – для Gi и Go – было показано, что для прочного прикрепления а-субъединиц к мембране необходимо присутствие 07‑пары. Ни одна из субъединиц не является трансмембранным белком. Однако по меньшей мере в некоторых случаях а-субъединица ацилирована и может присоединяться к мембране с помощью ковалентно связанной жирной кислоты. Присоединение к рецептору гормона или нейромедиатора ускоряет быстрый обмен GDP, связанного с а-субъединицей, с GTP. G‑белок отсоединяется от рецептора, и в конечном счете а-субъединица отсоединяется от /37‑пары. G‑белок или отсоединившиеся а-либо /37‑субъединицы диффундируют в плоскости мембраны или через цитоплазму к мишени. Способы связывания субъединиц G‑белка с мембраной и с их партнерами-мишенями или рецептором точно не известны. Однако установлено, что после отсоединения а- и 07‑субъединицы могут обладать разными функциями; так, в случае трансдуцина-а был выделен из родопсинсвязан-ной системы, где он присутствует в относительном избытке. Установлено, что G‑белки повсеместно используются для передачи информации о том, что рецептор занят, на специфическую внутриклеточную систему амплификации сигнала. По-видимому, в будущем будут обнаружены другие G‑белки и достигнуты новые успехи в определении их специфичности, особенно в случае, когда одна клетка содержит разные G‑белки.


Морфология вирусов
Изучение морфологии вирусов возможно лишь при помощи электронной микроскопии, одна­ко чаще всего этот метод недоступен из-за отсутствия столь дорогого и сложного прибора. Более того, многие возбудители морфологически сходны, что снижает ценность этого метода. Наиболее распространён метод микроскопии содержимого везикул и тканевых экстра ...

Предпосылки создания эволюционной теории Ч. Дарвина
К середине XIX в. был сделан ряд важнейших научных открытий, которые противоречили существовавшим взглядам и способствовали укреплению и дальнейшему развитию эволюции, составив научные предпосылки создания эволюционной теории Ч. Дарвина. Первая брешь в метафизическом мировоззрении была пробита философом Э.Кантом (1724-1804), который в ...

Бактерии в почве и их роль в круговороте веществ в природе
Число бактерий в почве. В почве содержится огромное число бактерий. Раньше их число измерялось сотнями тысяч на один грамм почвы. С.Н. Виноградский (1924) разработал метод непосредственного микроскопического подсчета бактерий в почве путем их окраски. После этого стало ясно, что число бактерий измеряется сотнями миллионов в 1 г. В бедны ...