Протеинкиназы. Роль в пластичности нейрона

Протеинкиназы - ферменты, катализирующие перенос фосфата от АТР к специфическим (главным образом сериновым, треониновым и тирозиновым; тирозиновые протеинкиназы активируются внеклточными лигандами, есть еще те, которые плавают в цитоплазме) аминокислотным остаткам.

Протеинкиназы эукариот представляют собой суперсемейство гомологичных белков. Важнейшими представителями этого семейства являются серин-треониновые и тирозиновые протеинкиназы.

 

 

 

Слайд, который напоминает нам про кратковременную и долговременную потенциации. Здесь как раз хорошо исследованы эксперименты Кендала, Глазмана всей этой когорты исследователей, которые работали на аплизии. Ими была показана роль протеинкиназы А в кратковременной и долговременной политичности.

Кратенько. Кратковременная пресинаптическая пластичность заключается в том, что у нас усиливается экзоцитоз нейромедиатора. Соответственно, больше нейромедиатора – больше эффект. А вот долговременные эффекты обеспечиваются передачей сигнала в ядро, активируется фактор транскрипции и синтещзируются некие компоненты, которые в том числе приводят к разрастанию синапса. Синтез факторов роста. Соответственно, чем больше синапс, тем больше будет эффект. Причем растет пресинаптическая терминаль и может расти постсинаптическая мембрана, в конечном счете это приводит к большему выделению нейромедиатора.

 

А вот какие протенкиназы исследовались в экспериментах Пивоварова:

Протеинкиназу А как можно заблокировать? Заблокировав аденилатциклазу и при блокировании аденициклазы протеинкиназа А блокируется.

 

Модель депрессии мы хорошо с Вами изучили, а здесь регистрируются токи. Аркадий Саулович разработал такую модель, что если аплицировать АЦХ.. искусственный синапс так называемый... методом инофоритической стимуляции, если аплицировать на поверхность командного нейрона через 3 минуты не реже, то получается депрессия, а если делать интервал 5 минут, то депрессия исчезает.

Если посмотреть на рисунки, то синенькое это эффекты веществ, которые мы применяли (эффект блокаторов), которые устраняют определенные компоненты вот этих вот каскадов протеинкиназ в частности.

Если синенькие вовремя блокады выше это означает, что наши токи в меньшей степени подвергаются депрессии, значит, у нас в меньшей степени ослаблена вот эта депрессия. Желтенький контроль. Практически все эти блокаторы имеют вот такой вот эффект снижения, иногда он не очень достоверен. Но синий фрагмент всегда выше желтенького. 

А вот протеинкиназа С обратите внимание не изменил ничего в депрессии, следовательно протеинкиназа С не участвует в этих каскадах. 

 

 

 

Ниже описана картинка выше) А выполнил эту работы Денис Махновский. Латанов любит мужиков, так что хз, надо ли это знать.

Обратимая депрессия АХ-чувствительности сомы командных нейронов оборонительного поведения виноградной улитки на клеточном аналоге привыкания связана со снижением числа мембраносвязанных АХ-рецепторов в зоне тестирования в результате активации нескольких серин/треониновых протеинкиназ:

· протеинкиназы А,

· протеинкиназы G,

· Ca2+/кальмодулин-зависимой протеинкиназы II (СaMKII),

· митогенактивируемых протеинкиназ (без участия протеинкиназы С),

· а также тирозиновых протеинкиназ,

· включая семейство Src киназ.

Основное воздействие всех исследуемых киназ (за исключением протеинкиназы С) в командных нейронах направлено на белки цитоскелета (актиновые микрофиламенты и микротрубочки) клеток. Фосфорилирование этих белков приводит к полимеризации и стабилизации актиновых нитей, к стабилизации тубулина - основного белка микротрубочек, к изменению активности моторных белков и, таким образом, к изменению скорости транспортных процессов, т.е. скорости эндоцитоза и экзоцитоза рецепторов.

Воздействие протеинкиназы G осуществляется (непрямым образом) на взаимодействие актина с миозином.

Протеинкиназа А, Са2+/кальмодулин-зависимая протеинкиназа II и Src киназа фосфорилируют также белки, активирующие перемещение рецепторов в клатриновые ямки при эндоцитозе.

Общий вывод: фосфорилирование влияет на транспортные процессы и обеспечивает ну скажем так чередование или равновесие между двумя процессами – экзоцитоза и эндоцитоза рецепторов (рецептор трафикинг, их мобильность).  

 

Была проведена серия с протеинфосфатазами, поскольку если протеинкиназы вовлечены, то и фосфатазы могут. Эффект протеинкиназ всегда устраняется эффектом протеинфосфатаз, которые дефосфорлируют субстраты.