Биохимия мембран. Рецепторы клеточных мембран. Том 4 - Кульберг А.Я.
Скачать (прямая ссылка):
рецепторного белка при участии только одной цепи днмернзацня двух
одноименных цепей ведет к стабилизации их конформации и, как следствие
того, к увеличению сродства к лиганду. По этим причинам обратимая
ассоциация - диссоциация цепей приобретает важное биологическое значение,
так как регулирует процесс взаимодействия рецепторного белка с лигандом.
Обратимые конформационные переходы молекулы рецептора.
В свете обсуждаемой проблемы значительный интерес представляют данные,
свидетельствующие о существовании обратимых конформационных переходов в
молекулах рецепторных белков, происходящих при относительно небольших
изменениях pH. Многие рецепторные белки имеют изоэлектрическую точку в
слабокислой среде, в силу чего при физиологических значениях pH
(нейтральная среда) они-заряжены отрицательно. За счет того, что
плотность упаковки доменов, образующих активный центр рецептора,
невелика, даже незначительного увеличения их гидратации в нейтральной
среде достаточно, чтобы ощутимо уменьшить устойчивость конформации
активного центра рецептора. В то же время при значениях рн, близких к
изоэлектрнческой точке рецепторного белка (pH 5,0-5,5), последний теряет
часть связанной воды и за счет внутримолекулярных взаимодействий
приобретает более устойчивую конформацию. Это способствует меньшей
доступности остатков тирозина для иодирования и большей устойчивости
белка к протеолитическому расщеплению (М. Di Paola, F. R. Maxfield,
1984). При переходе в нейтральную среду чувствительность к протеолизу и
доступность остатков тирозина возрастают. Варьируя в указанных пределах
концентрацию водородных ионов, можно в существенной степени изменять
константу связывания лиганда рецептором. Так, рецептор одного из белков
системы комплемента - Clq, находящийся на поверхности макрофагов,
значительно прочнее связывает лиганды при pH 5,5, нежели в нейтральной
среде (R. Porter, 1982). Указанный прием можно использовать для очистки
рецепторов или их частей на иммобилизованных лигандах (см. гл. 6).
Физиологическое значение описанных конформационных переходов в молекуле
рецептора будет рассматриваться при обсуждении проблемы рециркуляции
рецепторов (см. разд. 1, 4).
1 Здесь и в дальнейшем сведения иммунологического характера могут быть
почерпнуты из книг А. Я. Кульберга и Р. В. Петрова (см. рекомендуемую
литературу).
19
Шарнирные участки. Ориентация рецепторов в мембране благоприятствует
контакту их внеклеточных участков с водорастворимыми лигандами. Однако
эффективность взаимодействия с последними была бы ограничена, не будь у
внеклеточных участков рецептора способности изменять свое положение
относительно фиксированной внутримембранной части его молекулы. Придать
известную гибкость молекуле рецептора могут участки с относительно
неупорядоченной структурой, например с высоким содержанием остатков
пролина. Такие участки, названные шарнирны-
IgGl
Рецептор Г-киллеров
Рецептор гормона роста
238
гттттттттгт
!еи 1еи " г ш .\.Ч1_про
223
JJPX1;;у/Чтму~~серУ-шпро- шз
ДУ'ЛД асн чис ~ три-гiu-
УП г in
4<U
-про-г.п-г.ш-цис ¦трп-г.ш-ппд-
Рис. 5. Аминокислотная последовательность сегмента тяжелой Yi-цепи IgGI
(человека), входящего в шарнирный участок, и сходных с ним сегментов
цепей антигенсвязывающего рецептора Г-киллеров (р-цепь) и рецептора
эпидермального гормона роста (заштрихованы)
лш, были найдены в молекуле иммуноглобулинов класса G, где они
обеспечивают вращение Fab-участков относительно Fc-уча-стка. Изучение
гибкости молекул рецепторных белков с помощью физических методов только
предстоит осуществить. Поэтому в настоящее время о наличии в них
шарнирных участков можно судить на основании косвенных методов - прежде
всего, по наличию в молекуле рецептора участков полипептидных цепей,
богатых остатками пролина.
Антигенсвязывающие рецепторы В-лимфоцитов имеют иммуноглобулиновую
природу, поэтому в их молекуаах существуют участки аминокислотной
последовательности, аналогичные шарнирным участкам сывороточных
иммуноглобулинов. Аминокислотные последовательности полипептидных цепей
антигенсвязы-вающих рецепторов Т-лимфоцитов также содержат сегменты,
имеющие гомологию первичной структуры с шарнирными участками тяжелых
цепей иммуноглобулинов. Подобный участок был обнаружен при анализе
аминокислотной последовательности P-цепи антигенсвязывающего рецептора Т-
киллеров - одной из субпопуляций Т-лимфоцитов (А. Я. Кульберг, 1986).
Интересно, что первичная структура упомянутого рецепторного белка была
предсказана Н. Saito и сотрудниками (1984) на основании изучения
нуклеотидной последовательности кДНК для этого белка. Как видно из рис.
5, один из сегментов p-цепи этого рецептора имеет черты сходства с одним
из сегментов тяжелой у^цепи им-
20
муноглобулпна человека класса G, находящегося в пределах шарнирного
участка.
На том же рисунке представлена аминокислотная последовательность двух
сегментов полипептидной цепи, образующей рецептор для эпидермального
