24 июня 2011

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]. Возможно также, что эти пептиды относятся к быстрообменивающимся белкам, ибо период обмена большинства свободных олигопептидов, по данным J. Witter (1975), составляет обычно 10—15 мин.

Сам G. Ungar (1979) считает, что пептид, связанный с каким-либо синаптическим элементом, вызвав в нем определенные изменения, затем быстро инактивируется, вследствие чего его трудно обнаружить. Более того, как только вырабатываемый навык закрепляется, концентрация пептида в мозге резко снижается и становится соотносимой с обычным его уровнем.

G. Ungar считает, что головной мозг вряд ли может содержать количество пептидов, необходимое для хранения всей накапливаемой в течение жизни информации, которая оценивается им в 10-15 бит, так как объем информации, закодированной в ДНК (уникальной последовательности аминокислот), у млекопитающих оценивается всего в 109 бит. По-этому в своей гипотезе один пептид — одно поведение G. Ungar (1977) предусматривает возможность нематричного синтеза пептидов, максимальное количество которых составляет 3х109 степени пентадекапептидных цепочек.

Однако в одной из более ранних работ G. Ungar (1975) допускает, что все формы врожденного поведения могут быть закодированы с помощью пептидов с реализацией через соответствующие нервные пути. Соответственно можно выделить 4 этапа кодирования вырабатываемого навыка с помощью пептидов. Первый включает активацию путей условного и безусловного звеньев дуги рефлекса с непременной активацией генома этих клеток и синтеза в них специфических пептидов.

 Возможный путь стабилизации новой межнейрональной связи посредством специфического пептида  Возможный путь стабилизации новой межнейрональной связи посредством специфического пептида

1 — нейрон, проводящий условный сигнал;

2 — нейрон, проводящий
безусловный сигнал;

Б — специфический пептид;

3 — нейрон, через который
функционирует новая связь.

Пунктирные стрелки — возможное место синтеза
пептидаконнектора.

Второй этап связан с транссинаптическим транспортом пептидаметки, специфического для условного и безусловного стимула. В дальнейшем пептидсинтезирующие ферменты из двух генетически запрограммированных пептидовметок синтезируют новый пептид, который включается в активируемую синаптическую мембрану и закрепляет, таким образом, сформировавшуюся между нейронами связь.

В заключение необходимо отметить, что синтез пептидовконнекторов осуществляется, например, с участием пептидилтрансфераз, катализирующих образование пептидных связей.

И наконец, в целом, по мнению J. W. Featherstonc и S. Reinis (1978), переносятся приобретенные в процессе обучения навыки, а не состояние, обусловленное стрессом.

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



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…

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…

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.,…

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…