Читать онлайн «Успехи биологической химии. Том 37»

УСПЕХИ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ХИМИИ ТОМ ТРИДЦАТЬ СЕДЬМОЙ СТРУКТУРА И ФУНКЦИИ КАЛЬДЕСМОНА И КАЛЫГОНИНА1 Н. В. БОГАЧЕВА, Н. Б. ГУСЕВ Биологический факультет Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова,, Москва I. Введение. II. Строение и свойства кальдесмона. III. Строение и свойства капытонина. IV. Роль кальдесмона и калытонина в процессах немышечной подвижности. I. ВВЕДЕНИЕ Сократительный аппарат всех типов мышц включает в себя миозин, актин, тропомиозин и ассоциированные с ними регуляторные белки. Такая актомиозиновая система, преобразующая химическую энергию АТР в механическую силу, является молекулярной основой не только мышечного сокращения, но и различных двигательных процессов в немышечных клетках, таких как цитокинез, «кэпирова- ние» рецепторов и фагоцитоз [149]. Во всех типах мышц сокращение контролируется уровнем саркоплазма- тического кальция, который варьирует от 10-7 М в состоянии покоя до Ю-5 М при сокращении [178]. Различные белки-сенсоры реагируют на изменение концентрации кальция и инициируют цепь событий, конечным результатом которой является «включение—выключение» актомиозиновых мостиков' или модуляция их поведения. Долгое время полагали, что Са2+—кальмодулин—зависимое фосфорилиро- вание легких цепей миозина является основным и, возможно, единственным механизмом регуляции сокращения гладких мышц и немышечных клеток. Лишь в начале 80х годов было обнаружено, что актиновые филаменты гладких мышц содержат некий Са2+—зависимый комплекс, регулирующий взаимодействие актина с миозином [116, 117]. В 1981 году японскими исследователями был охарактеризован новый кальмодулин—связывающий белок — кальдесмон [148]. Было установлено, что он ингибирует суперпреципитацию и Mg—АТРазную активность актомиозина [149]. Именно эти два пара- Принятые обозначения: мРНК — матричная рибонуклеиновая кислота, кДНК — комплементарная дезоксирибонуклеиновая кислота, ЯМР — ядерный магнитный резонанс, AMP—PNP — аденозин—5'—[р,у— имидо]трифосфат, F—актин — фибриллярный актин, G—актин — глобулярный актин, НММ — тяжелый меромио- зин, К„ — константа Михаэлиса, Р, — неорганический фосфат, S1 — субфрагмент 1 миозина, S2 — субфрагмент 2 миозина, V^ — максимальная скорость. метра, измеряемые in vitro, служили основными критериями при анализе взаимодействия актина с миозином. Позднее с помощью нового метода, получившего название in vitro motility assay, было обнаружено, что кальдесмон ингибирует движение актиновых филаментов по подложке, покрытой миозином [111]. Кроме того, было продемонстрировано, что экзогенный кальдесмон вызывает расслабление пермеаби- лизованных препаратов гладкомышечных волокон [156]. Наконец, было доказано, что в клетке кальдесмон локализован на актиновых филаментах [112], при этом содержание кальдесмона и чувствительность к кальцию в препаратах нативных тонких филаментов гладких мышц коррелируют между собой [44, 116]. Тот факт, что чувствительные к кальцию актиновые филаменты могут быть реконструированы из очищенных препаратов актина, тропомиозина, кальдесмона и кальмодулина [111], окончательно решил вопрос о значительной роли кальдесмона в осуществлении актин—зависимой регуляции сокращения гладких мышц.