Трансформированная клетка - Эш Б.Б.
Скачать (прямая ссылка):
Недавно Ohki и сотрудники (1978) исследовали механизм действия локальных анестетиков на наркотизацию аксона омара. Они наблюдали, что аминоанестетики третьего порядка уменьшают амплитуду потенциалов действия в зависимости от их концентрации и pH. Они также заметили, что первичный эффект лекарственных веществ — повышение внутриклеточного pH, которое ответственно за наркотизацию. Ощелачивание внутриклеточной среды третичными аминоане-стетиками наблюдалось также в других системах (Lopo, Vacquier, 1977; Steinhardt et al., 1977; Lacko et al., 1978) и, по-видимому, соответствует модели распределения аминов, впервые предложенной Jacobs (1922). Возможно, что эффект щелочного внутриклеточного pH на амплитуду потенциала действия опосредуется либо через повышение концентрации Na+ (см. выше), либо через понижение содержания Са2+ (см. ниже).
Другой эффект внутриклеточного pH на реакции моновалентных катионов заключается в титровании мест связывания. Это явление наблюдалось в мембранах (Sanui, 1970; Sanui, Расе, 1962) и молекулах ферментов. Alvarado и Mahmood (1979) показали in vitro pH-зависимость активирования щелочных катионов инвертазы (КФ 3.2.1.48). Они обнаружили, что при pH ниже 7,0 ионы Lj+, К+ или Na+ снижают Км фермента к субстрату аллостерически. При pH выше
7,0 щелочные катионы проявляют свое ингибирующее действие путем понижения VmRX. Авторы делают вывод, что аллостерические сайты поддаются титрованию, полностью депротонированы и недейственны при значениях pH выше нейтральных. Хотя в этой системе имеется в виду внеклеточное pH, она дает возможность предположить, что титрование активных или аллостерических сайтов имеет также место на внутриклеточных ферментах в ответ на изменения внутриклеточного pH и взаимодействует со связыванием катионов щелочи.
341
11.8.2. Внутриклеточное pH н дивалентные катионы
В последние годы стало ясно, что внутри- и внеклеточное содержание Са2+ и Mg2+ играет основную роль в контроле клеточного роста. Однако не ясно, воздействует ли на клетки прямое взаимодей-ствие этих катионов с акцепторами или же их эффекты опосредуются через взаимодействие с другими плейотропньтми факторами. Са2+ и Mg2+ конкурируют между собой за места связывания на мембранах (Sanui, 1970) и АТФ (Villar-Palasi, Wei, 1970). Ионы Са2+ могут влиять на транспорт Na+ и К+ (Judah, Ahmed, 1963; Moscatelli et al., 1979; Romero, Whittham, 1971), также хорошо известно, что они взаимодействуют с циклическими нуклеотидами (Rasmussen, Goodman, 1977).
11.8.2,1. Магний
Ионы Mg2+, вероятно, играют наиболее важную роль, поскольку они специфически связываются с белками и АТФ. Mg2+ наиболее часто служит кофактором ферментов (Wyatt, 1964) и сильно влияет на активность фосфорилирующих систем (Blair, 1968; Kuo et al., 1971; Takai et al., 1976; Bittar, Sharp, 1979; Cockcroft, Gomperts,
1979). В эритроцитах человека содержание тотального внутриклеточного Mg2+ оценивается 1,6 мМ, а свободная концентрация 95 мкМ — в активно гликолизирующих клетках и 247 мкМ — при угнетенном гликолизе (Rose, 1968). Rubin (1975) установил, что понижение концентрации наружного Mg2+ значительно угнетает рост куриных эмбриональных фибробластов и фибробластов ЗТЗ, а если концентрация Mg2+ поддерживается на уровне свыше 0,24 мМ, клеточный рост нечувствителен к изменениям концентрации Са2+ (Rubin, Koide, 1976). Однако при пониженной концентрации наружного Mg2+ чувствительность к Са2+ восстанавливается. ИоныМ^+, несомненно, важны для контроля клеточного роста, а места приложения его действия определяются способностью образовывать хелаты с АТФ и выступать в роли ферментного кофактора.
11.82.2. Кальций
Ионы Са2+ также вовлечены в контроль клеточного роста. Во многих системах наблюдается повышение содержания Са2+ в клетке после обработки веществами, стимулирующими рост (Rasmussen, Goodman, 1977). Пути влияния Са2+ на рост клеток многочисленны. Са2+ влияет на текучесть клеточной мембраны (Jacobson, Papaha-djapoulos, 1975), иоиный транспорт (Romero, Whittham, 1971), транспорт глюкозы (Clausen et al., 1975; Shudt et al., 1976), деполимеризацию микротрубочек (Marcum, Borisy, 1978) и конденсацию хроматина (Leake et al., 1972; Jacobs et alM 1976). Само по себе добавление Ca2+ в некоторых условиях может индуцировать клеточный рост (Rasmussen et al., 1972; Whitfield et al., 1973). Тотальное внутриклеточное содержание Ca2+ в клетках млекопитающих составляет при-
342
мерно 5 мМ, а свободного цитоплазматического Са2+ — примерно 100 нМ (Rasmussen, Goodman, 1977). Остаток внутриклеточного Са2+ связан в таких органеллах, как митохондрии и эндоплазмати-ческий ретикулум (Moore et al., 1975). Многие из плейотропных эффектов Са2+ опосредуются через его взаимодействие с белками специфического Са-зависимого регулятора (КЗР) (Cohen et al., 1978). Здесь нет возможности описывать многочисленные системы, на которые влияют белки КЗР, тем более что недавно был опубликован обзор (Cheung, 1980), посвященный этим белкам. Во многих случаях белки КЗР регулируют активность протеинкиназы (Bittar, Sharp, 1979; LePeuch et al., 1979). Недавно было обнаружено высокое количество растворимого цАМФ-фосфодиэстеразо- специфического белка КЗР (кальмодулина) в вирустрансформированных и быстро размножающихся куриных эмбриональных фибробластах и низкое количество — в стационарных клетках (Watterson et al., 1976; van El-dik, Watterson, 1979). В заключение можно сказать, что ионы Са2+ влияют на клеточный рост и метаболизм в результате конкуренции с ионами Mg2+ или же путем индукции специфических процессов, опосредованных белками КЗР.
