Введение к работе
. _
Актуальность проблемы. В фоторецепторной клетке~~по-~ звоночных - лалочке сетчатки - передача сигнала от световоз-Оужденного родопсина к ионным каналам цитоплазматической мембраны осуществляется путем светозависимой активации системы гидролиза цГМФ. т.н. фосфодиэстеразного каскада (см. обзор Филиппов и др., 1987). Последовательность событий в этом каскаде такова: поглощение света родопсином и активация этого белка - катализ светоактивированным родопсином (Rh*) ГДФ/ГТФ-оОмена на трансдуцине - активация трансдуцином фос-. фэдиэстеразы цГМФ (ФДЭ) - гидролиз цГМФ активированной ФДЭ (ФДЭ*). Компоненты каскада локализованы в наружном сегменте палочки (НСП).
Установлено, что кроме падения уровня цГМФ возбуждение палочки сетчатки светом приводит к снижению концентрации свободного Са2* в НСП от 500-700 до 100-200 нМ (см. обзор каирр, Koch, 1992). На физиологическом уровне показано, что изменение концентрации са2* в НСП служит главным посредником сеєтовой адаптации, которая обеспечивает чувствительность палочки к чрезвычайно широкому диапазону уровней освещенности (СМ. ОбЗОР McNaughton, 1990). ВМЄСТЄ С ТЄМ, ДОСТОВерНЫв
данные о молекулярных механизмах действия са2* на фосфодиэс-теразный каскад к моменту начала нашей работы практически
ОТСУТСТВОВаЛИ (CM. Kaupp, Koch, 1992); ОЫЛО ИЗБЄСТГО ТОЛЬКО
о факте регуляции синтеза цГМФ в НСП неустановленным
Са2*-СВЯЗЫВаЮЩЙМ беЛКОМ (Koch. Stryer, 1986).
В связи с этим возникает вопрос, воздействует ЛИ Са2' в субмикромолярных концентрациях на фосфодиэстеразный каскад, и если да, то на какие этапы. Решение этих вопросов поэволи-
ло оы глубже понять механизмы зрительной адаптации, а также причины патологических нарушений зрения. Значительный интерес представляет также установление роли недавно открытого
фОТОреЦеЛТОРНОГО Саг*-СБЯЗЫВЗЮЩеГ0 белка реКОВерИНЗ (Dizhoor et al., 1991), КОТОРЫЙ В ПОСЛЄДНИЄ НбСКОЛЬКО ЛЄТ ЯВЛЯЄТСЯ
предметом активного изучения в ряде лабораторий мира.
Цель работы. Целью исследования было изучение влияния саг* в субмикромолярных концентрациях на активность фосфэди-эстеразного каскада, и установление этапов каскада, на которые воздействует" Са2*.
Научная новизна. Обнаружено действие Са2* на первый этап фосфодиэстеразного каскада - активацию трансдуцинэ родопсином.
Показана ключевая роль рековерина в обнаруженном эффекте Са2* на первом этане каскада, причем полученные данные указывают на. родопсинкиназу как на клеточную мишень для рековерина; N-концевое ацилироваше рековерина' нз является абсолютно необходимым для его функции, хотя и увеличивает эффективность рековерина как регулятора первого этапа фосфодиэстеразного каскада,- концентрация са2*, в которой он оказывает полумаксимальный эффект на первый этап фосфодиэстеразного каскада, изменяется в зависимости от рН.
Впервые продемонстрирован эффект са2* на второй этап фосфодиэстеразного каскада (взаимодействие трансдуцинэ и фосфодкэстеразы), который проявляется в изменензш начальной скорости гидролиза цГМФ фосфодиэстеразой и зависит от АТФ.
Практическая ценность работы. Полученные результаты по выяснению молекулярных механизмов передачи сигнала в фоторецепторной клетке важны для понимания молекулярных
jdchob разжаЧ!.^ патологий.зрения, - что_ необходимо- для рззрг>-
ботки методов их диагностики и лечения. Кроме того, механизм передачи зрительного возбуждения слушт моделью для других систем обработки сигнала, зависящих от G-белков, которые функционируют в различных типах клеток и активируются в ответ на гормоны и нейротрансмиттеры. Нарушение регуляции этих путей является причиной разнообразных "болезней регуляции", и обнаруживается в некоторых видах опухолей, а также при ряде инфекционных болезней (холера, дифтерит, коклюш).
Апробация работы состоялась на семинаре отдела энзимо-. логии НИИ физико-химической биологии им.А.Н.Белозерского МГУ 6 октября 1995 г. и на заседании кафедры биохимии Биологического факультета МГУ 9 октября 1995 г.
Материалы работы докладывались на конференции ФЕБО по
биологическим мембранам (Хельсинки, 1994 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 3
работы.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на