регуляторные различия а-изоформ. Последовательность из 26 аминокислот в экстрацеллюлярной петле а-субъединицы АТФ-азы между 7 и 8 сегментами, расположенными внутри мембраны, связана с р-субъединицей и обеспечивает а -р взаимодействие; ключевыми остатками в этой последовательности являются Val904, Туг898 и Cys908 (375). р-Субъединица АТФ-азы взаимодействует с каталитической а-субъединицей в эктодомене, внутри цитоплазматической мембраны и в цитоплазме. N-терминал p-цепи индуцирует конформационные изменения данного комплекса, обуславливая функциональные эффекты взаимодействия. Выяснено, что связывание ионов К+происходит именно при помощи рсубъединицы и осуществляется ее эктодоменом. Методом клонирования определена локализация гена, кодирующего рЗизоформу АТФ-азы. Он расположен в q22-23 регионах хромосомы 3 (262). Ген, кодирующий а2-изоформу, находится в хромосоме 1 (173). Установлено, что в процессе сборки фермента осуществляется взаимодействие трансмембранного участка р-субъединицы и ее эктодомена с а-субъединицей, что необходимо для правильного «сворачивания» АТФазного комплекса, который затем достигает плазматической мембраны и становится функционально компетентным. Сочетания различных изоформ субъединиц фермента образуют изозимы, число которых в человеческом организме к настоящему моменту составляет 9. Их функциональная специфичность определяется каталитическими особенностями, индивидуальной чувствительностью к регуляции гормонами и другими эндогенными веществами. Внутриклеточные мессенджеры, при помощи которых происходит транскрипция генов, кодирующих соответствующие изозимы, также могут различаться (235). Регуляция изоферментов АТФ-азы дает клеткам возможность координировать активность фермента в соответствии с их физиологическими потребностями. В настоящий момент механизм действия № +,К+-зависимой АТФ-азы представляется следующим образом. Взаимосвязь двух функций катионного транспорта и гидролиза АТФ, связанного с активным транспортом ионов Na+и К+,осуществляется через взаимодействие двух структурных единиц. Большин |
К настоящему моменту при помощи биохимических исследований на молекулярном уровне выявлены некоторые структурно-функциональные особенности АТФ-азы. Установлено, что молекула АТФ-азы представляет собой гетеродимер, состоящий из аи р-субъединиц. Некоторые авторы рассматривают возможность существования у-субъединицы (434), ее функциональная роль обсуждается. АТФ-аза внутри клеточной мембраны может также находиться в форме (ар)2 -гетеротетрамера и олигомера ардимеров (822). Таким образом, фермент является гетерогенным молекулярным комплексом, представленным множеством изоформ аи р-субъединиц с различными связями между ними. В настоящий момент в клетках млекопитающих дифференцируют четыре различных а-полипептида (а1, а2, аЗ и а4) и три отличных между собой p-изоформы (р1 , р2 и рЗ). Указывается на иммунологическое сходство а1 и а2 изоформ (349). Функциональные особенности фермента обусловлены его структурой. К настоящему моменту в аи р-субъединицах молекулы АТФ-азы выделяют экстрацеллюлярные участки (эктодомены субъединиц), трансмембранные сегменты, часть петель которых может быть направлена как внутрь цитоплазмы, так и кнаружи, и цитоплазматические регионы фермента, локализованные в периферической части цитоплазмы. Поворот или наклон цитоплазматической части пятого трансмембранного сегмента АТФ-азы может регулировать расстояние между близлежащими участками молекулы и определять специфичность и селективность фермента (652). N-терминал и цитоплазматическая петля 1 а2-субъединицы АТФ-азы взаимодействуют друг с другом; они могут являться участками, посредством которых а2 -субъединица стабилизирует молекулу АТФ-азы, вследствие чего могут образовываться офпротомер, дипротомер или олигомер более высокого порядка, otocВзаимодействие может происходить как внутри одной субъединицы, так и между отдельными субъединицами. Оно специфично для каждой изоформы, что может обуславливать функциональные и регуляторные различия аизоформ. Последовательность из 26 аминокислот в экстрацеллюлярной петле а-субъединицы АТФ-азы между 7 и 8 сегментами, расположенными внутри мембраны, связана с р-субъединицей и обеспечивает а-p взаимодействие; ключевыми остатками в этой последовательности являются Val904, Туг898 и Cys908 (796). р-Субъединица АТФ-азы взаимодействует с каталитической а субъединицей в эктодомене, внутри цитоплазматической мембраны и в цитоплазме. N-терминал p-цепи индуцирует конформационные изменения данного комплекса, обуславливая функциональные эффекты взаимодействия. Выяснено, что связывание ионов К* происходит именно при помощи рсубъединицы и осуществляется ее эктодоменом. Методом клонирования определена локализация гена, кодирующего рЗизоформу АТФ-азы. Он расположен в q22-23 регионах хромосомы 3 (556). Ген, кодирующий а2-изоформу, находится в хромосоме 1 (375). Установлено, что в процессе сборки фермента осуществляется взаимодействие трансмембранного участка р-субъединицы и ее эктодомена с а-субъединицей, что необходимо для правильного «сворачивания» АТФазного комплекса, который затем достигает плазматической мембраны и становится функционально компетентным (427). Сочетания различных изоформ субъединиц фермента образуют изозимы, число которых в человеческом организме к настоящему моменту составляет 9 (325). Их функциональная специфичность определяется каталитическими особенностями, индивидуальной чувствительностью к регуляции гормонами и другими эндогенными веществами. Внутриклеточные мессенджеры, при помощи которых происходит транскрипция генов, кодирующих соответствующие изозимы, также могут различаться (482). Регуляция изоферментов АТФ-азы дает клеткам возможность координировать активность фермента в соответствии с их физиологическими потребностями. В настоящий момент механизм действия Ма+,К+-зависимой АТФ-азы представляется следующим образом. Взаимосвязь двух функций катионного транспорта и гидролиза АТФ, связанного с активным транспортом ионов Na+ и К+,осуществляется через взаимодействие двух структурных единиц. Большинство исследователей склоняется к версии, что катионное взаимодействие происходит внутри трансмембранных сегментов асубъединицы молекулы, в то время как аминокислоты, которые вовлечены в процесс координации с АТФ, обнаруживаются в большой цитоплазматической петле между трансмембранными сегментами М4 и М5 (481,267). Присоединение к АТФ-азе трех ионов Na+ активирует фермент, он катализирует расщепление АТФ, причем фосфатный остаток присоединяется к АТФ-азе. В результате происходит изменение конформации фермента: ионный канал закрывается с внутренней стороны мембраны и открывается с наружной; |