Белок, актин-связывающи

Таблица 10-5. Основные типы актин-связывающих белков немышечных клеток

Рис. 11-47. Некоторые главные классы актин-связывающих белков, имеющихся в большинстве клеток позвоночных

Актин-связывающие белки сшивают актиновые филаменты в обширные сети [18] [c.274]

Верхняя часть моторного домена состоит из двух неравных, не имеющих контактов, независимых субдоменов, отделенных друг от друга протяженной узкой щелью, которая начинается непосредственно под нуклеотид-связывающим карманом и проходит сквозь всю головку вплоть до актин-связывающего участка на другой стороне субфрагмента 1. Как показало сопоставление молекулярных структур актина (Холмс и др., 1990) и субфрагмента 1, в образовании прочного контакта между двумя белками могут принимать участие как электростатические взаимодействия комплементарно заряженных групп обоих белков, так и стереоспецифические взаимодействия гидрофобных остатков, расположенных на обоих субдоменах мотор-ного домена и на двух соседних глобулах актиновой нити. При этом обеспечение строгого стереоспецифического соответствия контактных участков возможно лишь при закрытой щели в моторном домене. Как будет показано ниже, конформационные перестройки, связанные с открыванием и закрыванием этой щели, могут играть важную роль в сопряжении биохимического и механического циклов мостика. [c.255]

Свойства клеточного кортекса зависят от баланса кооперативных и конкурентных взаимодействий обширной группы актин-связывающих белков [c.290]

Об актин-связывающих белках сейчас известно куда больше, чем о белках, взаимодействующих с двумя другими важными видами [c.290]

В эукариотических клетках имеется особый кортикальный слой акт новых филаментов лежащий непосредственно под плазматической мембраной. В целом он представляет собой однородную трехмерную сеть обладающую благодаря поперечным сшивкам, свойствами геля Вместе с тем кортикальные актиновые филаменты образуют и ряд специализированных структур. Например, пучки актиновых филаментов, находящихся в комплексе с миозином, прикрепляются к плазматической мембране и обеспечивают клетку структурами, способными к сокращению. В других участках контролируемая полимеризация актиновых филаментов на их плюс-концах способна выпячивать плазматическую мембрану наружу, создавая подвижные выступы клеточной поверхности. Разнообразие структур кортекса и выполняемых ими функций за-висит от обширного спектра актин-связывающих белков, которые сшивают актиновые филаменты в рыхлый гель, объединяют их в жесткие пучки, движутся по актиновым филаментам, создавая механическое усилие, или прикрепляют их к плазматической мембране. Некоторые из белков, выполняющих эту последнюю функцию, прикрывают плюс-концы актиновых филаментов, контролируя тем самым их полимеризацию и деполимеризацию в клетке. Именно этим белкам, как полагают, принадлежит ключевая роль в сложных движениях клеточной поверхности, например при фагоцитозе или при перемещении клеток по субстрату. [c.292]

Свойства некоторых актин-связывающих белков, характерных для немышечных клеток позвоночных, представлены на рис. 10-72 и в табл. 10-5. [c.120]

Л. Актин и актин-связывающие белки [c.10]

Мономер актина (G -актин, 42 кДа) — глобулярный белок, имеющий участки связывания двухвалентных катионов и нуклеотидов. В физиологических условиях эти участки заняты магнием и АТР. Полимеризация актина представляет собой многостадийный процесс, и для того, чтобы понять действие на нее актин-связывающих белков, нужно учитывать всю ее сложность [5]. Полимери-зация представлена схематически на рис. 2.1. В результате полимеризации образуются филаменты (F-актин). [c.10]

Актин-связывающие белки [c.12]

Актиновые филаменты заякорены своими плюс-концами в Z-диске, где их удерживают в правильно организованной решетке другие белки. Из них лучше всего охарактеризован а-актинин - актин-связывающий белок, имеющийся в большинстве животных клеток. В мышечных клетках он находится в области Z-диска. Очищенный а-актинин - биполярная палочковидная молекула (рис. 11-20), которая может связывать актиновые филаменты в параллельные пучки. Аналогичную функцию в случае миозина может выполнять белок миомезин, который сшивает соседние миозиновые филаменты в области М-линии (посередине биполярного толстого филамента собирая их в гексагональную упаковку. Стабилизирует упаковку миозиновых филаментов еще одна группа миозин-связывающих белков, выявляемых при окраске антителами как серия из 11 регулярно расположенных бледных полосок по обе стороны от М-линии. [c.267]

Внутри каждой кишечной микроворсинки находотся жесткий пучок из 20-30 параллельных актиновых филаментов, тянущихся от ее верхушки к основанию, где они погружены в клеточный кортекс. Все филаменты в пучке ориентированы плюс-концами наружу (от клетки) и удерживаются вместе на одинаковых расстояниях друг от друга несколькими актин-связывающими белками, в частности фимбрином и фасцином (рис. 11-35). В отличие от филамина и других сшивающих актиновые филаменты белков, молекулы которых гибки и объединяют филаменты в рыхлую сеть, эти актин-связываюшие. белки относительно невелики и компактны, причем полипептидная цепь такого белка образует два [c.279]

Рис 11-48. Некоторые примеры конкурентных и кооперативных взаимодействий между актин-связывающими белками. Тропомиозин п филамин прочно связываются сатиновыми филаментами, но при )том конкурируют друг с другом. Так как тропомиозин связывается с актиновыми нитями кооперативно, на обширных участках их сети будет преобладать либо тропомиозин, либо филамин. Другие актин-связывающие белки, такие как и актинин или миозин, будут конкурентно вытесняться из специфических участков например, а-актинин in vitro связывается но всей длине очищенных актиновых филаментов, но с такими же филаментами в клетке он связывается относительно слабо - там он находится в основном вблизи нлюс-концов из-за конкуренции с другими белками. Напротив, кооперативные взаимодействия могут усиливать связывание так, тропомиозин, но-видимому, снособствует связыванию миозина. Как полагают, множество подобных взаимодействий между актин-связывающими белками, представленными на рис. 11-47 (и некоторыми другими), обусловливает необычайное многообразие актиновых структур во всех [c.291]

В лейкоцитах (в частности в макрофагах) основным актин-связывающим белком является гельзолин (мол. масса 90 кДа) (Pettit, Fay, 1998). Ультраструктурные иммуногистохимические данные свидетельствуют о том, что в макрофагах и тромбоцитах гельзолин взаимодействует с плазматической мембраной и мембранами [c.30]

В 1978 г. было сделано очень важное открытие было показано, что продукт гена sr является ирошеинккназой-ферментом, катализирующим перенос фосфата с какого-либо нуклеоизидтрифосфата на определенные аминокислотные остатки некоторых белков (разд. 13.4,1), Вскоре выяснилось, что и ряд других онкогенных белков-протеинкиназы. Каждая из вирус-специфических киназ фосфорилирует несколько белков это объясняет множественные эффекты соответствующих онкогенов. Многие киназы ретровирусов отличаются от обычных протеинкиназ тем, что фосфорилируют боковые цепи тирозина, а не серина и треонина, как подавляющее большинство протеинкиназ. Поскольку фосфорилирование тирозина-процесс редкий, в белках клеток, зараженных онкогенными вирусами, может быть в 5-10 раз больше фосфотирозина, чем в белках нормальных клеток. Идентификация этих фосфорилированных белков и выяснение их функций имеют огромное значение для понимания механизмов вирусного канцерогенеза. Обнаружено пока лишь несколько таких белков один из них - актин-связывающий белок винкулин (разд. 10,5,6 и 10.7,4), Однако еще нет доказательств того, что какой-либо из этих белков участвует в индукции или поддержании трансформированного фенотипа. [c.155]

Рис. 11-28. Электронная микрофотография фибробласта в культуре (окраска антителами, меченными коллоидным золотом). Видно, что организация белков в стрессовых волокнах напоминает мышечную. Показано расположение двух типов актин-связывающих белков а-актинин (крупные частицы золота) ассоциирован с периодически повторяющимися плотными участками в стрессовых волокнах (в поперечнополосатой мышце а -актинии находится в Z-дисках), тогдакак головки миозина (мелкие частицы золота) видны по обе стороны от полос с а-актинином. Такая организация имеет некоторое сходство с саркомером (сравните с рис. 11-2) и указывает на то, что молекулы миозина здесь собраны в филаменты.

Есть пять основных мест, где может быть приложено действие актин-связывающих белков. Они могут связываться с мономером актина с зао.стренным , или медленно растущим, концом филамента с оперенным , или быстро растущим, концом с боковой поверхностью филамента и наконец, сразу с двумя филаментами, образуя поперечную сшивку между ними (рис. 2.1). В дополнение к пяти указанным типам взаимодействия актин-связывающие белки могут быть чувствительны или нечувствительны к кальцию. При таком разнообразии возможностей вряд ли покажется удивительным, что было обнаружено множество актин-связывающих белков и что некоторые из них способны к нескольким типам взаимодействия. [c.12]

Но, пожалуй, наиболее эффектными из актин-связывающих белков являются те, которые могут сшивать актиновые филаменты между собой и вызывать тем самым образование геля. Связываясь с Р-актином, эти белки индуцируют обычно также и нуклеацию. По меньшей мере четыре сшивающих фибриллярный актин белка способны индуцировать гелеобразование в отсутствие кальция. Это а-актинин из тромбоцитов [5], виллин [6], фимбрин [9] и актиногелин из макрофагов [6]. Все они [c.14]

Родственный класс составляют так называемые двигательные белки. Из них наиболее известны белки сократительного аппарата мышц—актин и миозин. Их разновидностью являются динеин ресничек и жгутиков простейших, спектрин мембран эритроцитов, нейростенин пресинаптпческих мембран и т. п. Сюда можно отнести и белки бактерий, ответственные за движение в градиенте концентраций различных веществ (хемотаксис), в частности мальтозу-связывающий белок Е.со(1, [c.22]

Взаимосвязь между разными классами актин-связывающих белков становится яснее, если рассматривать ее с точки зрения теории гелей, предложенной Р1огу. Эта теория утверждает, что при достаточно большой вероятности сшивок между полимерами формируется сшитад трехмерная сеть. Тем самым предсказывается существование точки гелеобразования , в которой должен происходить резкий переход от раствора к гелю, отчасти сходный в математическом отношении с такими фазовыми переходами, как плавление и испарение дальнейшее увеличение количества сшивок — за точкой гелеобразования — должно приводить лишь к изменению-жесткости геля. Таким образом, белки, образующие поперечные сшивки, будут переводить вязкий раствор Р-актина в состояние геля, а те белки, которые разрушают филаменты или вызывают увеличение их числа, станут растворять гель путем снижения средней длины полимеров, не сопровождающегося возрастанием количества-сшивок гель растворится, когда плотность распределения сшивок упадет ниже уровня, определяемого точкой гелеобразования. Миозин может взаимодействовать с гелем и вызывать его сокращение. Теория гелей оказывается полезной при сопоставлении свойств актин-связывающих белков разных классов и при разработке методов исследования, их функций. Следует, однако, иметь в виду, что теория гелей рассматривает лишь изотропные структуры и сама по себе не учитывает топологических особенностей конкретных систем. Как станет ясно из. дальнейшего, топология цитоскелета является чрезвычайно важной его характеристикой, которую теория гелей предсказать пока не может. [c.17]

МОЖНО наблюдать образование нескольких разных полимерных форм тубулина, причем то, какие именно формы образуются, зависит от условий проведения полимеризации [13]. Полиморфизм продуктов полимеризации тубулина направил усилия исследователей на поиск факторов, способных стимулировать ее — зачастую в весьма нефизиологических условиях. В принципе тубулин-связывающие белки можно было бы классифицировать так же, как Мы классифицировали актин-связывающие белки, т. е. по способности присоединяться к свободным молекулам тубулина, быстро растущему и медленно растущему концам микротрубочек и их боковой поверхности. Однако по причинам исторического характера большинство ассоциированных с микротрубочками белко излучалось либо с точки зрения их сополимеризации с тубулином, либо с точки зрения их способности стимулировать сборку микротрубочек. Как уже говорилось ранее по поводу микрофиламентов, то, что мы называем полимеризацией, складывается из нуклеации, элонгации фрагментации и стыковки, и на каждый из перечисленных процессов при сборке микротрубочек могут влиять тубулин-связывающие белки. К этому надо добавить что, поскольку затравки для сборки микротрубочек, больше тех, какие нужны для сборки микрофиламентов,. нуклеация при полимеризации тубулина особенно чувствительна к его концентрации. Действие всякого фактора, стабилизирующего затравки, будет проявляться главным образом в стимуляции нуклеации — независимо от того, является ли это его функцией in vivo. Имея все это в виду, перейдем к обсуждению ассоциированных с микротрубочками белков по отдельности. [c.19]

В описанном двухстадийном процессе изменения формы тромбоцитов принимают участие две цитоскелетные системы [55]. У дисковидных тромбоцитов имеется краевой пучок микротрубочек, прошитый ассоциированными с микротрубочками белками. Кроме того, они содержат актин и многочисленные актин-связывающие белки, распределение которых при формировании филоподий и распластывании согласованным образом меняется. Все три состояния тромбоцитов показаны на рис. 3.2. [c.37]

С учетом описанной выше картины сложных и согласованных перестроек цитоскелета рассмотрим результаты биохимического изучения белков тромбоцитов. Кальций стимулирует фосфорилирование легкой цепи миозина [42] и связывание профилина с актином [5]. Кроме того, он подавляет образование а-актининовых сшивок между филаментами [5]. В то же время связывание филамина и тропомиозина с Р-акти-ном нечувствительно к кальцию [5]. На первый взгляд такой характер кальциевой чувствительности перечисленных реакций противоречит тому, что подсказывает интуиция, поскольку активация тромбоцитов сопровождается притоком в них кальция и возрастанием их pH. Некоторые из описанных перестроек цитоскелета можно было бы, однако, объяснить с помощью следующей схемы событий. В покоящихся тромбоцитах актин находится в комплексе с чувствительным к кальцию актин-связывающим белком. Когда концентрация кальция и pH внутри тромбоцита возрастают, профилин вызывает диссоциацию комплекса, и высвободившийся актин начинает полимеризоваться, причем стадия нуклеации осуществляется неким белком, либо нечувствительным к кальцию, либо активным только в присутствии кальция. [c.39]

Для некоторых типов клеток удается установить, какой вклад вносит в процесс генерации клеточной формы какая-либо одна система филаментов. Когда форма тромбоцитов подвергается изменениям, описанным выше, изменяются также локализация взаимодействующих с актином белков и связь актина с цитоскелетом. После активации тромбоцитов актин обнаруживается в составе цитоскелета вместе с миозином или актин-связывающим белком. Судя по результатам морфологических исследований, миозин и актин-связывающие белки располага- [c.85]

Генерализованные изменения цитоскелетно-мембранной системы клетки обеспечивают кооперативные свойства белковых макромолекул и их надмолекулярных ассоциатов. Среди последних особо следует выделить актин и актин-связыващие белки. Актин составляет около 20 % от общего белка протоплазмы. Он способен к обратимой полимеризации - деполимеризации и потому в клетке может находиться в глобулярной и фибриллярной форлах. В полимерной форме он в свою очередь может образовывать структуры высших порядков пучки мик-рофиламентов и трехмерное переплетение филаментов - гель. Последний наряду с микротрубочками выполняет опорную функцию цитоскелета, определяя форму клетки. Полимеризация актина достаточно быстрый процесс и потому механические свойства белка могут меняться в течение минут. Процесс приводит к желатинизации протоплазмы - событию важному для жизнедеятельности клетки. Жела-тинизация протоплазмы лежит в основе многих реакций клетки на возмущающее воздействие. [c.101]

Следует учесть, что концентрация магния внутри клетки стабильно высока и составляет (5—10) 10 М, а концентрация кальция, как отмечалось, колеблется в интервале от 10 —10 до 10 М. Это означает, что структуры, которые обеспечивают инициацию сокращения, должны обладать высокой специфичностью к ионам Са и отличать кальций от магния. Помимо этого, указанные структуры должны обладать высоким сродством к кальцию (константа связывания ионов Са + этими структурами должна лежать в интервале 10 —10 М 1). Собственно сократительные белки (актин и тяжелые цепи миозина) не обладают этими свойствами и поэтому не могут выступать в качестве рецегтторов ионов Са . Именно поэтому в мышцах и клетках, обладаюиш немышечиой подвижностью, есть специальная группа Са2 -связывающих бел- [c.209]

Различные потенции к связыванию других белков могут обеспечиваться вариабельными участками белков промежуточных филаментов. Влияя на свойства филамента, эти вариабельные участки определяют не только его способность к самосборке, но и то, как он будет взаимодействовать с другими компонентами клетки (например, с микротрубочками и плазматической мембраной). Это совершенно иная стратегии чем в случае двух других важнейших элементов цитоскелета - актиновных филаментов и мнкротрубочек как мы уже знаем, эти полимеры в основном инвариантны по структуре, а к выполнению различных функций они приспосабливаются с помощью разных наборов актин-связывающих белков и белков, ассоциированных с микротрубочками. Таким образом, роль вариабельных участков в белках промежуточных филаментов та же, что и у вспомогательных белков актиновых филаментов и микро-трубочек, - разница лишь в том, что одни ковалентно связаны с субъединицами филамента, а другие представляют собой отдельные молекулы. [c.320]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология