21 июня 2011

АМФ и процессы фосфорилирования

Значительная роль отводится АМФ и процессам фосфорилирования в возникновении таких феноменов, как гетеросинаптическое облегчение и транссинаптическая индукция синтеза ферментов, участвующих в синтезе белков и обмене медиаторов в нейронах [Perumal A. S. et al., 1975]. Причем процессы фосфорилирования мембранных и рецепторных белков опосредованы активацией системы накопления внутриклеточного АМФ и сопровождаются облегчением синаптической передачи [Aleman V. et al., 1974; Bloom F. E., 1979].

Следует отметить, что синтез РНК и белков может регулироваться в нейронах путем изменения концентрации внутриклеточного калия, поскольку цАМФ повышает проницаемость мембраны для ионов К+. В эффектах циклических мононуклеотидов большая роль принадлежит ионам кальция, которые рядом авторов рассматриваются в качестве вторичного посредника, опосредующего эффекты нейромедиаторов и пептидных гормонов на мембрану нейронов. Действительно, ионы кальция регулируют активность практически всех ферментативных систем нервной клетки (протеинкиназы, фосфорилазы В, пируваткиназы, липаз и фосфолипаз, ферментов, участвующих в окислительновосстановительных процессах).

Они также активируют сократительные системы цитоплазматических и мембранных белков, изменяя конформацию тубулина, спектрина, актомиозина и тропомиозиновых белков, повышая таким образом проницаемость синаптической мембраны для ионов К+, снижая для ионов Na+ и регулируя высвобождение как белковопептидных гормонов, так и нейромедиаторов из пресинаптических окончаний. Но особенно велика роль ионов кальция в регуляции уровня циклических мононуклеотидов, которые, в свою очередь, изменяют метаболизм внутриклеточного кальция. В общем виде взаимоотношения ионов кальция с циклическими мононуклеотидами можно представить в следующем виде:

I. Циклические мононуклеотиды регулируют клеточный метаболизм кальция:

  • цАМФ и цГМФ усиливают высвобождение ионизированного Са++ из эндоплазматического ретикулума и, возможно, из митохондрий;
  • влияние цАМФ и цГМФ на мембранный транспорт Са++ в некоторых случаях включает обратимое фосфорилирование или дефосфорилирование мембранных белков и фосфолипидов.

II. Ионы кальция регулируют метаболизм циклических 3,5АМФ и ГМФ:

  • ионы Са++, присутствующие в цитоплазме, тормозят аденилатциклазу и в большинстве случаев гуанилатциклазу. Для активации этих ферментов нейромедиаторам и белковопептидным гормонам необходимы значительные количества внеклеточного Са++;
  • ионы Са++ активируют фосфодиэстеразу в большинстве тканей, в том числе и в ткани мозга.

III. Взаимодействие ионов Са++ с цАМФ и цГМФ на эффекторном участке мембраны:

  • контроль регуляции активности протеинкиназы и фосфопротеинфосфатазы, которые активируются циклическими мононуклеотидами.

IV. Не связанные с ионами Са++ эффекты цАМФ и цГМФ:

  • активация фосфорилирования белков;
  • регуляция мембранной проницаемости для воды и ионов;
  • регуляция фосфорилирования белков на рибосомах;
  • возможное влияние на синтез информационных макромолекул (ДНК и РНК).


«Нейрохимические и функциональные основы долговременной памяти»,
Ю.С. Бродкин, Ю.В. Зайцев

Читайте далее:



Субсинаптические расширения эндоплазматической сети обычно располагаются у синаптического соединения, образуемого эфферентными нервами в большинстве случаев так, что проекции синаптических расширений и терминали почти полностью совпадают [Pappas G. D., Purpura D. P., 1972]. Характерно, что эти расширения никогда не выявлялись в электротонических синапсах, что само по себе может рассматриваться как косвенное доказательство участия этих образований в…

Как известно, различают антеро и ретроградный транспорт различных белков и ферментов с двумя основными скоростями: быстрой (400 мм в день) и медленной (1—20 мм в день). Последняя характерна лишь для антероградного транспорта. Тубулин, в частности, транспортируется медленно в противоположность везикулам и связанным с эндоплазматической сетью мембранным комплексам, которые доставляются значительно быстрее. По данным Е. Griffin…

Показано, что количество тубулина и актина (основного белка аксоплазмы микрофиламентов) в цитоплазме нейронов стабилизируется у крыс уже в раннем постнатальном периоде (к 10—15-му дню), когда уровень остальных белков продолжает увеличиваться [Schmitt H. et al, 1977]. Известно, что тубулин является основным компонентом вещества, непосредственно связанного с постсинаптической мембраной [Feit H. et al., 1977]. Здесь он представлен…

Химическая идентификация некоторых рецепторных участков

Химическая идентификация некоторых рецепторных участков, в частности тех, в состав которых входят гликопротеины с детерминантной углеводной группой, основана на использовании антисывороток, которые позволяют выявить антигенные свойства молекулярных комплексов, выделенных из клеточной поверхности (например, из фракции синаптических мембран). Таким путем была выделена целая группа антигенов с белковой структурой, получивших название D1—D2—D3 и синаптина [Jacque С. М….

Нейромедиаторы или гормоны активируют или тормозят чувствительную к нему аденилатциклазу, регуляторная субъединпца которой располагается на постсинаптической мембране нейрона, что приводит к изменению уровня циклических мононуклеотидов. Вновь синтезированный мононуклеотид активирует зависимые от цАМФ или ГМФ протеинкиназы, которые присутствуют также в постсинаптической мембране. Данные ферменты катализируют фосфорилирование субстратного белка, в частности регуляторных белков адренергических и холинергических рецепторов,…