Ранее мы указывали на присутствие специфических для синапсов и глиальных клеток белков-антигенов клеточной поверхности, функция которых связана с формированием специфических аксодендритических и аксосоматических контактов в синаптогенезе.
Чрезвычайная специфичность пептидного состава характеризует и рецепторные белки постсинаптических мембран, которые определяют избирательный характер взаимодействия их с нейромедиаторами и пептидными гормонами. Большинство рецепторных белков являются регуляторными, состоят из нескольких полипептидных цепей и имеют олигомерную структуру.
Эти белки прочно связаны с мембраной нейрона, занимая весь ее слой. В возбудимой мембране нейрона рецепторные белки регулируют проницаемость мембраны к катионам небольшого размера (Са++, Na+, K+, Mg++), а также определяют степень сродства рецептора к различным его агонистам и антагонистам.
Так, по мнению К. Torda (1974), одной из регуляторных субъединиц холинорецептора, чувствительного к никотину, в нейронах электрических органов рыб является связанный с мембраной фермент трифосфоинозитидфосфомоноэстераза (относительная молекулярная масса — 40 000 — 42 000 дальтон), который дефосфорилирует трифосфоинозитид в дифосфоинозитид. Этот фермент активируется в присутствии незначительных концентраций ацетилхолина. К Torda показал, что данная реакция лежит в основе молекулярного механизма деполяризации мембраны постсинаптического нейрона.
Существует и обратная реакция. Так, дифосфоинозитидкиназа — мембранный фермент — катализирует фосфорилирование дифосфоинозитида в трифосфоинозитид. Последний активирует цЗ´, 5´-АМФ, причем данная реакция всегда сопровождается ре и гиперполяризацией постсинаптического нейрона. Дефосфорилирование способствует высвобождению ионов Са++ из мембраны в количествах, достаточных для развития эффекта деполяризации. Напротив, процесс фосфорилирования усиливает связывание Са++ с мембраной, вызывая ее стабилизацию и повышение уровня мембранного потенциала. В качестве регуляторных белков, изменяющих проницаемость нейрональных мембран и определяющих уровень мембранного потенциала в нейронах, могут действовать и другие белки, например белок S-100.
Изменение конформационных свойств последнего в результате его связывания с ионами Са++ ведет к появлению на поверхности данного белка гидрофобных участков. Это делает возможным его включение в мембрану, поскольку он становится липоидорастворимым. При прохождении через мембрану белок S100 теряет ионы Са++ и связывает ионы К+, а его гидрофобные участки уходят внутрь, в результате чего белок S-100 снова теряет сродство к липидам, выходит из мембраны, где теряет уже ионы К+, и вновь связывается с ионами Са++ [Calissano P., 1973]. Таким образом, этот белок принимает непосредственное участие в изменении активного и пассивного транспорта ионов в синаптическом аппарате, определяя уровень мембранного потенциала.
В последнее время была показана возможность изменения локального электрического заряда на искусственных фосфолипидных мембранных (из фосфатидилхолина, лецитина) под влиянием пептидов со специфической последовательностью аминокислот (лейцин-серин-лейцин-глицин)n, где n = 6, 9, 12.
При этом изменялись конформационные свойства пептидов, которые принимали отчетливую форму β-спирали [Kennedy S. J. et. al., 1977]. Эти данные свидетельствуют не только о прямой связи между метаболическими реакциями в нейронах и изменением свойств проводимости их мембраны, определяющих в конечном счете электрофизиологические параметры нейрона, но и о важности конформационных свойств мембранных макромолекул в этих изменениях.
«Нейрохимические и функциональные основы долговременной памяти»,
Ю.С. Бродкин, Ю.В. Зайцев