Тубулин полимеризация

Одним из важных свойств тубулина является его способность к полимеризации в микротрубочки 270,271 Сущность же действия колхицина на микротрубочки состоит, как полагают, в связывании растворенного тубулина, находящегося в равновесии с его полимерной формой - микротрубочками. Так это равновесие оказывается сдвигаемым в сторону деполимеризации до полного исчезновения микротрубочек 272,273 Свободный тубулин и связанный с колхицином во времени теряет сродство к колхицину. Поэтому процесс их взаимодействия помимо обычного равновесия осложнен дополнительной ассоциацией, что выражено схемой ХХХУ [c.70]

В противоположность этому актин и тубулин очень мало изменились за миллиарды лет эволюции. Скорее всего, эта консервативность объясняется тем, что сам процесс сборки полимера из глобулярных субъединиц накладывает жесткие ограничения на их изменчивость,-даже небольшие изменения размеров или формы субъединиц могут затруднить полимеризацию. Для фибриллярных белков промежуточных филаментов таких строгих ограничений не существует. [c.122]

К цитоскелету примыкают микротрубочки, образуемые при полимеризации двухцепочечного глобулярного белка тубулина с общей массой 55 кДа. Самосборка трубочек происходит при гидролизе ГТФ. Каждый виток спирали, образующей микротрубочку, со- [c.57]

Мономер тубулина (М = 60000) по составу сходен с актином и содержит 1 моль свя. аиного ГТФ. Его можно выделить из цитоплазматических микротрубочек, ресничек и веретена. Образуются микротрубочки путем полимеризации мономеров тубулина с использованием энергии АТФ. Следовательно, подавление синтеза АТФ косвенно влияет на формирование микротрубочек и на процесс митоза. Симптомы токсического действия проявляются после прорастания семян и появления всходов. Вторичные корешки не развиваются, рост побега приостанавливается, семядольные листья [c.40]

СТРУКТУРНАЯ ОСНОВА ДИНАМИЧЕСКОЙ НЕСТАБИЛЬНОСТИ Изменения, которые происходят с молекулами тубулина при их полимеризации, в основе своей такие же, как и в случае с актином. Поэтому мы [c.305]

Факторы, регулирующие сборку микротрубочек или влияющие на их стабильность, будут рассмотрены несколько позже, а сейчас мы обратимся к некоторым клеточным процессам, связанным со сборкой актиновых филаментов, и рассмотрим динамику полимеризации актина и тубулина. [c.98]

Д. Для полимеризации тубулина требуется GTP. [c.207]

Б. Кривые образования микротрубочек в присутствии и в отсутствие центросом различаются по форме, так как в качестве критериев полимеризации в этих двух случаях использовали разные по своей природе параметры. В отсутствие центросом (рис. 11-17, А) о полимеризации судили по общему количеству образовавшегося полимера, которое зависит только от концентрации добавленного тубулина. Это количество с ростом концентрации тубулина также будет расти-линейно и неограниченно. В присутствии центросом (рис. 11-17, ) критерием полимеризации служило число микротрубочек, приходящихся на одну центросому. Поскольку число центров нуклеации на каждой центросоме ограничено (примерно по 60 центров в данном эксперименте), при высоких концентрациях тубулина наступает насыщение. [c.446]

Две основные группы белков, ассоциированных с микротрубочками (БАМ), были первоначально идентифицированы по способности не отделяться от тубулина в циклах полимеризации — деполимеризации или оставаться связанным с этим белком при его очистке другими методами. Заметим, что способность оставаться постоянно связанным с тубулином нельзя считать адекват- [c.19]

Актиновые филаменты и микротрубочки могут спонтанно образовываться in vitro из актина и тубулина. Полимеризация в обоих случаях протекает сходным образом имеет место начальная лаг-фаза, связанная с формированием ядер полимеризации оба процесса сопровождаются гидролизом нуклеозидтрифосфатов - АТР в случае актина и GTP в случае тубулина. Образующиеся полимеры обладают структурной полярностью и растут в двух противоположных направлениях с неодинаковой скоростью. Есть данные о том, что присоединение филаментов к другим клеточным структурам, а также их сборка и деполимеризация могут независимо контролироваться на обоих концах. Гидролиз нуклеозидтрифосфатов, сопровождающий полимеризацию, по крайней мере in vitro может приводить к тредмиллингу , при котором актиновые или тубулиновые мономеры присоединяются к одному из концов филамента или микротрубочки с такой же скоростью, с какой они отщепляются от другого конца. [c.105]

Микр отру бочки — это длинные цилиндрические образования (диаметром 20—30 нм), стенки которых построены из глобулярного белка — тубулина (димер, состоящий из двух субъединиц — а и р, которые имеют практически одинаковый молекулярный вес — 55 000). Тубулин способен к самосборке —- в присутствии ГТФ происходит присоединение друг к другу молекул тубулина, в результате чего, образуется спираль, один виток которой состоит из 13 молекул тубулина. Полимеризация тубулина сопровождается гидролизом ГТФ до ГДФ и Фн. Витки спирали плотно примыкают друг к другу и тем самым образуют полый цилиндр — микротрубочку, 1убулин и минорные белки, входящие в состав мнкротрубочки, могут фосфорилироваться цАМФ-зависимыми протеинкиназами (см. раздел 4.2.3). Они могут связывать также ионы Са +. Фосфорилированне влияет на скорость полимеризации микротрубочек, а Са2+ вызывает их деполимеризацию. Таким образом, гормоны и нейромедиаторы, влияющие на синтез цАМФ (см. раздел 1.3) или на проницаемость мембран для Са + (см. ниже)., будут изменять состояние микротрубочек, что, в свою очередь, приведет к изменению латерального движения белков в мембране, вязкости мембраны, переноса веществ от ядра к периферии клетки, подвижности органелл и т. д, [c.26]

Осн. ф-ция К.-активация мн. ферментов аденилатциклазы, фосфодиэстеразы циклич. нуклеотидов, киназы фосфо-рилаз и легких цепей миозина (киназы-ферменты, катализирующие перенос фосфорильной группы с АТФ на субстрат), Са -зависимой протеинкиназы цитоплазмы и мембран, фосфолипазы Aj и др. Благодаря этому он влияет на гликогенолиз и липолиз, секрецию нейромедиаторов, адренергич. передачу регуляторного сигнала, изменяет функциональные св-ва рецепторов, ускоряет активный транспорт Са в сердце и мозге, препятствует гуанозинтрифосфат-зависимой полимеризации тубулина (белок, из к-рого состоят жгутики и реснички клеток животных и растений), влияет на скорость деления клеток. [c.293]

Общим признаком воздействия динитроанилинов является опухолевое перерождение кончиков корней. Клетки многоядерные, небольшого размера, в паренхиме коры гипертрофированы, имеют тонкие стенки. Процессы дифференцировки неупорядочены, ксилема чрезмерно утолщается. Динитроанилины подавляют митоз, действуя в тех фазах деления, в которых должны образоваться и функционировать микротрубочки (метафаза, анафаза, телофаза). Волокна веретена состоят из микротрубочек. При нормальном делении микротрубочки перемещают хромосомы, упорядочивая их в метафазе определенным образом, и именно на стадии метафазы динитроанилины нарушают этот процесс. По своему действию они напоминают колхицин, поскольку также препятствуют полимеризации тубулина в микротрубочки. Однако по точке приложения действия они отличаются от колхицина. Динитроанилины разрушают периферические и осевые микротрубочки клеток корня и специфически связываются с соответствующими боковыми цепями макромолекул тубулина еще до образования микротрубочек. Микротрубочки играют определенную роль в переносе веществ, необходимых для строительства клеточной стенки, в размещении ее скелетных элементов. [c.40]

Микротрубочки митотического веретена пребывают в состоянии необычайно быстрой сборки и разборки, что объясняет крайнюю чувствительность веретена к различным препаратам, способным связываться с тубулином (разд. 13.5.2). Один из алкалоидов безвременника осеннего, колхицин, использовался в лечебных целях еще древними египтянами. Молекулы колхицина (рис. 11-61) прочно связываются с молекулами тубулина (образуя эквимолярный комплекс) и препятствуют тем самым их полимеризации поэтому обработка делящихся клеток колхицином вызывает через несколько минут исчезновение митотического веретена и блокирует клетки в митозе. Вещества, обладающие подобным действием, называются антимитотическими агентами (табл. 11-3) Во многих случаях их действие обратимо, и удаление препарата дает возможность веретен образоваться вновь, а митозу завершиться. Так как разрушение микротрубочек веретена избирательно убивает многие быстро делящиеся клетки, ряд антимитотических препаратов, в частности вин-бластин и винкристин, широко используются в терапии рака. [c.303]

Другое вещество-таксол-не подавляет, а, напротив, активирует процессы полимеризации тубулина in vitro. Если им обработать живые клетки, большая часть свободного клеточного тубулина войдет в состав новообразованных микротрубочек. Тяжелая вода (DjO) тоже способствует полимеризации тубулина и тем самым увеличивает количество микротрубочек, например в митотическом веретене. Однако дополнительная стабилизация микротрубочек, вызываемая таксолом или DjO, так же вредна для клетки, как и их усиленная деполимеризация клетка с такими зафиксированными микротрубочками не может продолжать свой цикл и останавливается па стадии митоза. Таким образом, для нормального функционирования микротрубочек, по-видимому, нужно, чтобы по крайней мере некоторые из них находились в лабильном состоянии, готовые и к дальнейшей сборке, и к деполимеризации. [c.98]

Так же как и полимеризация актиновых филаментов, сборка микротрубочек имеет сложную кинетику, что играет важную роль во многих клеточных процессах. Большая часть наших знаний о динамическом новедении микротрубочек была получена при изучении полимеризации очищенного тубулина in vitro. [c.303]

Микротрубочки образуются путем полимеризации молекул тубулина, после чего эти молекулы гидролизуют прочно связанный с ними GTP (этот процесс несколько отстает от полимеризации) Микротрубочки растут меОленно, нестабильны и склонны к взрывообразной, катастрофической деполимеризации однако они могут стабилизироваться при ассоциации с другими структурами, которые прикрывают ( кэпируют ) их концы. Центры организации микротрубочек такие как центросомы, все время инициируют образование новых микротрубочек, которые растут в случайных направлениях. Любая микротрубочка, которая натолкнется на какую-либо структуру, способную кэпировать свободный плюс-конец этой микротрубочки, будет избирательно стабилизирована, тогда как другие со временем деполимеризуются. Полагают, что именно этот процесс в основном опреОеляет полярность и расположение систем микротрубочек в клетке. [c.313]

Хотя некоторые микротрубочки в веретене частично стабилизированы против спонтанного разрушения, большинство из них продолжает обмениваться своими субъединицами с пулом растворенных молекул тубулина в цитозоле. Этот обмен может быть непосредственно измерен с помощью метода, представленного на рис. 13-48. Его можно также выявить, помешая митотические клетки в условия, обратимо сдвигающие равновесие между полимеризацией и деполимеризацией губулина, и наблюдая двойное лучепреломление микротрубочек веретена в поляризованном свете (рис. 13-49). Если митотические клетки поместить [c.444]

Сборка микротрубочек из молекул тубулина в некоторых важных отношениях сходна со сборкой актиновых филаментов из глобулярных субъединиц. Во-первых, она происходит спонтанно in vitro и в норме сопровождается гидролизом одной молекулы связанного нуклеотида [хотя в случае тубулина нуклеотид-это не АТР, а GTP (табл. 10-2)]. Во-вторых, как и в случае актина, гидролиз нуклеотида оказывает решающее влияние на кинетику полимеризации. В клетке сборку микротрубочек обеспечивают различные специализированные структуры, служащие своего рода базой для роста микротрубочек. [c.89]

Рис. 10-43. Скорость роста микротрубочек при различных концентрациях свободных димеров тубулина. График аналогичен представленному на рис. 10-40, за исключением того, что здесь два конца полимера (в данном случае микротрубочки) растут с неодинаковой скоростью и критические концентрации мономеров для них различны. Поэтому существует такой интервал концентраций тубулина (он выделен темным цветом), в котором микротрубочки с одного конца ( +) полимеризуются, а с другого ( —)-деполимеризуются. Если микротрубочки in vitro находятся в равновесии со свободным тубулином, эффективность их роста равна нулю-скорости процесса полимеризации и деполимеризации одинаковы. В этих условиях микротрубочки сохраняют постоянную длину, но обнаруживают явление тредмиллинга (см. рис. 10-44).

Полимеризацию актина и тубулина можно изучать in vitro [16] [c.100]

Кинетика полимеризации тубулина очено сходна с кинетикой полимеризации актина, представленной на рис. 10-39 и 10-40. Относительно быстрой стадии удлинения микротрубочек предшествует лаг-фаза, связанная с образованием начального фрагмента (нуклеацией). Здесь тоже существует некая критическая концентрация свободного тубулина, ниже которой полимеризация невозможна. Центрами нуклеации микротрубочек как в системе in vitro, так и в живых клетках могут служить базсшьные тельца (эти структуры мы рассмотрим в конце главы). [c.102]

Эти электронные микрофотографии демонстрируют преимущественный рост микротрубочек с одного конца. При инкубации фрагмента аксонемы с тубулином из мозговой ткани в условиях, благоприятных для полимеризации, микротрубочки на апикальном конце аксонемы растут быстрее, чем на базальном конце (Л). Микротрубочки, образующиеся на концах короткого фрагмента периферийного дублета аксонемы, тоже обнаруживают асимметричный рост (Б). (С любезного разрешения Gary Borisy.) [c.103]

Полимеризация актина и тубулина не требует затраты энергии-мономеры присоединяются и в присутствии негидролизуемых аналогов нуклеозидтри-фосфатов. Однако гидролиз нуклеозидтрифосфатов при полимеризации в естественных условиях способствует конформационному изменению мономеров, включающихся в состав полимера, подобно тому как гидролиз АТР приводит к изменению конформации миозиновой головки. В результате сродство свободных мономеров к одному из концов полимера становится больше, чем к другому. Иными словами, критическая концентрация мономера (т. е. та концентрация, при которой устанавливается динамическое равновесие между полимеризацией и деполимеризацией разд. 10.3.4) для одного из концов филамента (-I-) будет ниже, чем для другого (-). С этим связано важное следствие при некоторых промежуточных концентрациях свободных молекул актина или тубулина в среде соответствующий полимер-филамент или микротрубочка-может находиться в своеобразном стационарном состоянии, в котором к одному концу мономеры будут преимущественно присоединяться, а от другого-преимущественно отщепляться. Это явление получило на- [c.103]

Высокоочищенные препараты тубулина в присутствии GTP спонтанно полимеризуются с образованием микротрубочек, однако эффективность этого процесса намного ниже, чем в опытах с менее чистыми препаратами. Примесями, способствующими полимеризации тубулина, выделенного из мозга, оказались белки, которые можно разделить на две группы белки, ассоциированные с микротрубочками (МАР, mi rotubule-asso iated proteins), с мол. массой от 200 ООО до 300 ООО и так называемые тау-белки с мол. массой от 60 ООО до 70 000 (рис. 10-46). В чистом виде белки обеих групп индуцируют полимеризацию очищенного тубулина и связываются с новообразованными микротрубочками. По-видимому, тау-белки присоединяются к нескольким молекулам тубулина одновременно и таким образом повышают интенсивность полимеризации. МАР действуют сходным образом, но отличаются тем, что состоят из двух доменов один из них присоединяется к микротрубочке, а другой выступает наружу и, возможно, сшивает микротрубочки с другими клеточными компонентами (рис. 10-47). Антитела к белкам обеих групп связьшаются в клетке с микротрубочками по всей их длине. МАР и тау-белки обнаружены в большинстве клеток позвоночных, где, как полагают (хотя это пока не доказано), они играют определенную роль в регуляции процессов сборки микротрубочек. [c.106]

Удлиненные (палочковидные или нитевидные) хромосомы могут иметь изгиб, придающий им V-образную форму с равными или неравными плечами, что определяется расположением первичной, или кинетической (центрической), перетяжки. В месте перетяжки структура хромосомы плотная, пластическая, дискообразной формы, делящая хромосому на два плеча и служащая местом прикрепления нитей веретена во время митоза. Это образование получило название центромеры, предложенное К. Дарлингтоном в 1937 г. (от лат. entrum — центр и греч. meros—часть). Установлено, что центромеры являются одним из центров полимеризации тубулинов от них отходят пучки микротрубочек митотического веретена, направляющиеся к клеточным центрам — центросомам — важнейшим клеточным органеллам, обычно состоящим из двух центральных телец — центриолей, окруженных светлой зоной. [c.78]

Помимо актомиозиноподобных белков мембраны определенную роль в процессах секреции играют цитоплазматические белки, формирующие цитоскелет. Так, например, митотические яды (колхицин, винбластин, цитохолазин В), вызывающие разрушение микротрубочек и микрофиламентов, тормозят выход катехоламинов из мозгового слоя надпочечников, тироксина из щитовидной железы, гистамина из тучных клеток, инсулина из 3-клеток поджелудочной железы. В клетке процессы полимеризации-депрлимеризации тубулина, формирующего микротрубочки, находятся под контролем Са + и циклических нуклеотидов. [c.107]

Полимеризация тубулина имеет много общего с полимеризацией актина. Молекулы соединяются и образует затравку, от которой в обе стороны начинается рост полимера, сопровождающийся гидролизом связанного луклеозидтрифосфата [13]. Критические концентрации полимеризации иа двух разных концах микротрубочки неодинаковы, что в принципе делает возможным проток молекул тубулина вдоль мйкротрубочки (в тех случаях, когда концентрация свободного тубулина в растворе лежит в интервале между критическими концентрациями для концов) [14]. Фрагментация и соединение конец в конец могут, как и в случае актиновых филаментов, изменять численную концентрацию концов микротрубочек в препарате, не влияя на количество молекул, входящих в состав полимера. [c.18]

Для тубулина разнообразие потенциально возможных путей полимеризации выше, чем для актина. In vitro [c.18]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология