ВЛИЯНИЕ ИОНОВ КАЛЬЦИЯ НА СТРУКТУРУ СИНТЕТИЧЕСКИХ НИТЕЙ МИОЗИНА ПОПЕРЕЧНО-ПОЛОСАТЫХ И ГЛАДКИХ МЫШЦ ПОЗВОНОЧНЫХ

Подлубная З. А., Конколова И., Домбровска Р., Степковский Д., Удальцов С. Н., Малышев С. Л., Можарска А., Куликова Н., Вишневская З. И.
Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, 142292 Пущино; *Институт экспериментальной биологии им. М. Ненцкого ПАН, Варшава, Польша; **Институт биофизики клетки РАН, 142292 Пущино
Сокращение поперечно-полосатых и гладких мышц инициируется увеличением концентрации внутриклеточного кальция. Однако молекулярные механизмы регуляции сокращения этих мышц различны (Squire, 1981). Роль прямого связывания Са2+ с регуляторными легкими цепями в регуляции сокращения гладких мышц до сих пор является предметом дискуссий. Мы обнаружили Са2+-чувствительность актин-активируемой АТФазной активности нефосфорилированного миозина поперечно-полосатых и гладких мышц. Увеличение активности в присутствии Са2+ (рСа 4.6) достигает 300%. Были обнаружены также Са2+-индуцируемые изменения в структуре синтетических нитей миозина скелетных и сердечной мышц кролика и суслика, а также гладкой мышцы желудка цыпленка. Нити были сформированы в растворах, содержащих 0.1М KCl, 1мM MgCl2, 10мM imidazole-HCl, pH 7.0, и либо 1мM EGTA, либо 0.1mM CaCl2 (Podlubnaya et al., 1994). В отсутствие Ca2+ (рСа 7.5) синтетические нити миозина имеют компактную структуру с упорядоченным расположением миозиновых головок и субфрагментов-2 (С2) на поверхности нити. Такие нити имеют четкую поперечную исчерченность, обусловленную ярусами мостиков, расположенными с периодом 14.5нм. Напротив, в присутствии Ca2+ миозиновые головки, как правило, теряют упорядоченное расположение вследствие движения С2 и головок от ствола нити на расстояние вплоть до 50 нм. Такой "беспорядок" является результатом прямого связывания Ca2+ с миозином, поскольку промывка упорядоченных миозиновых нитей на EM-сетке растворами, содержащими кальций, сдвигает их структурное состояние, приводя к "беспорядку". Следует отметить, что структурные переходы "порядок-беспорядок" мы наблюдали также в условиях, используемых Frado и Craig (1989) для демонстрации Са2+-зависимых изменений в структуре синтетических нитей миозина из поперечно-полосатых мышц моллюсков, сокращение которых регулируется прямым связыванием Са2+ с миозином. Вероятно, Са2+-индуцируемые обратимые структурные переходы, наблюдаемые нами в синтетических нитях, являются общим свойством исследованных нами миозинов и могут иметь определенное значение для регуляции сократительного цикла и в мышцах позвоночных. In vivo такое поведение С2 в толстых нитях могло бы приводить к облегчению взаимодействия головок с актином благодаря увеличению свободы их движения и доступности для актина. Работа поддержана грантом РФФИ № 97-04-48346 и грантом Польского Государственного Комитета по научным исследованиям № 6 PO4A 056 09.