24 июня 2011

Белок 14-3-2

В отличие от S-100 и других кислых белков, белок 14-3-2, выделенный впервые из мозга быка [Grasso A. et al, 1969], локализуется исключительно в нейронах. Его относительная молекулярная масса составляет 46 000—50 000. Интересно, что он обнаружен в мозге всех млекопитающих. Предполагается, что этот белок является основным компонентом растворимых белков в синаптосомах (Grasso A. et al., 1974).

Используя моноспецифическую антисыворотку к белку 14-3-2, с помощью электронной микроскопии удалось установить, что он локализуется главным образом в цистернах эндоплазматической сети нейронов, отсутствует в комплексе Гольджи, в ядрышке и нейрональной нуклеоплазме, но имеется в цистернах ядерных мембран [Grasso A. et al, 1977; Persson L. L. et al., 1978]. Характерно, что значительное количество этого белка было обнаружено в пре и постсинаптических мембранах, в астроцитах и олигодендроцитах он не обнаружен. Недавно из мозговой ткани кошки и человека выделена группа нейроспецифических кислых белков (изоэлектрическая точка 4,7; относительная молекулярная масса 80 000), электрофоретические и иммунологические свойства которых оказались сходными со свойствами белка 14-3-2 [Marangos P. J. et al., 1977].

Авторы предположили, что выделенные ими белки (NSPR, NSPC и NSPH, аантиген), каждый из которых содержал два протомера с относительной молекулярной массой молекулы 40 000, и белок 14-3-2 являются гомологичными белками, обладающими ферментативной активностью, сходной с активностью 2-фосфо-D-глицератгидролазы (ЕС 4.2.1.11). Как известно, данный фермент катализирует взаимные превращения 2-фосфо-О-глицерата и фосфенолпирувата в процессах гликолиза.

Н. Hyden, изучая динамику синтеза белка 14-3-2 при закреплении вырабатываемого навыка у крыс, установил, что консолидация следа сопровождается накоплением белка прежде всего в коре больших полушарий, а не в гиппокампе, где локализуется белок S-100. В подтверждение своих данных Н. Hyden приводит результаты электрофизиологических исследований по изучению активности нейронов гипокампа и коры головного мозга в процессах обучения, выполненных J. Olds с соавт. еще в 1972 г.

В этой работе было показано, что в процессе формирования следа вырабатываемого навыка первыми отвечают нейроны гиппокампа, в них же по окончании обучения происходит и угашение этого навыка. В условиях переобучения повторно вырабатываемый навык закрепляется в нейронах коры больших полушарий. Однако, поскольку все опыты выполнены по одной методике обучения, обобщать полученные данные преждевременно. Использование другой методики при обучении крыс, в частности пассивного избегания электрошока в одной пробе, показало, что содержание белка 14-3-2 спустя 1—6 ч после окончания обучения повышалось и в гиппокампе и сохранялось на высоком уровне в течение 48 ч [Gluschcenko Т. S. et al., 1977].

В последние годы выдвинуто предположение, что выработка новых типов поведения, возможно, связана с усилением синтеза пептидов с низкой молекулярной массой, состоящих из 3—15 аминокислот. Оно основывается прежде всего на работах G. Ungar по изучению химического переноса вырабатываемых навыков у животных.

Еще в 1965 г. он практически почти одновременно с четырьмя различными группами исследователей сообщил, что инъекция мозговых экстрактов крыс и мышей, обученных определенному навыку, облегчает обучение этому навыку необученных животных.

В этих экспериментах у крыс вырабатывали инструментальный навык с пищевым и водным подкреплением, побежку на условный сигнал с водным подкреплением, привыкание к акустическим раздражителям и классические условные рефлексы на звук с пищевым подкреплением.

Эффект химического переноса вырабатываемых навыков во многом определялся адекватной дозой мозгового экстракта доноров, способом его введения, режимом подкрепления, принадлежностью животных к той или иной линии, а также степенью мотивации отдельных животных и даже их полом.

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



Изменения синтеза белка S-100, которые происходят при сенсорной стимуляции и запоминании вырабатываемых навыков, описаны Н. Hyden [Hyden H., 1977, 1979]. Так, при обучении крыс получать пищу непредпочитаемой лапой он наблюдал избирательное накопление белка в гиппокампе через 4 дня после обучения, причем этот процесс сопровождался нарастанием уровня ионов Са++. Параллельно отмечалось повышение включения 14С-лейцина в высокомолекулярные…

Чрезвычайно важным, по мнению G. Ungar, является соблюдение временного интервала между инъекцией мозгового экстракта доноров и проверкой навыка у реципиента, между временем последнего сеанса обучения и получением мозгового экстракта, которое должно составлять, по мнению автора, соответственно не менее 10 и 6 дней. Характерно, что химический перенос вырабатываемого навыка наблюдался и в том случае, когда животных-реципиентов…

Образование новых белков

Основной вопрос, который возникает при изучении роли низкомолекулярных пептидов в формировании и хранении специфических типов поведения — образуются ли в этом случае совершенно новые белки или они имеются и до обучения, но в количествах, недостаточных для проявления специфической функции данного пептида? Некоторые придерживаются именно последней точки зрения [Дергачев В. В., 1977; Shashoua V. E., 1977]….

Белки головного мозга в соответствии с их функциями подразделяют на структурные, регуляторные (ферменты, гормоны) и рецепторные, локализующиеся преимущественно в области синаптических мембран. Такое деление в известной степени условно, поскольку один и тот же белок может участвовать в различных процессах. Основные данные о структуре и функциях нейроспецифических белков головного мозга были получены в течение последних 15—18…

Полагают [Moore B. W., 1973], что S-100 синтезируется преимущественно в астроцитах, олигодендроцитах. Однако некоторые исследователи обнаруживают его и в нейронах, где он присутствует главным образом в мембраносвязанной форме. В настоящее время довольно подробно изучена динамика накопления S100 в онтогенезе в мозге разных животных. Так, у новорожденных морских свинок его уровень чрезвычайно высок, а его распределение…