ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ БЕЛКОВ В СИСТЕМЕ ЗРИТЕЛЬНОЙ ТРАНСДУКЦИИ
Комолов К. Е., Сучков Д. В., Сенин И. И., Филиппов П. П.
Отдел энзимологии НИИ физико-химической биологии им. А.Н.Белозерского МГУ, 119899 Москва
Передача сигнала в зрительном
каскаде родопсин Ю трансдуцин
(Gt)
Ю cGMP-фосфодиэстераза
вызывает снижение концентрации cGMP
(фоторецепторного вторичного мессенжера) в цитоплазме наружных
сегментов палочек (НСП) сетчатки и диссоциацию cGMP
из комплекса с катионными каналами, локализованными в плазматической
мембране НСП; как следствие, катионные каналы закрываются и внешняя
мембрана палочек гиперполяризуется. На этом инициированные светом
события в пределах НСП завершаются и далее следует передача электрофизиологического
сигнала - через нейроны более высокого порядка и зрительный
нерв - в мозг. Для того, чтобы фоторецепторная клетка могла
ответить на следующий световой стимул, она должна вернуться из
возбужденного в исходное "темновое" состояние. Одно
из необходимых условий этого возврата - фосфорилирование
фотовозбужденного родопсина (Rho*)
по его С-концевому фрагменту специфичной в отношении Rho*
протеинкиназой - родопсинкиназой (RK).
Фосфорилирование Rho*,
во-первых, десенситизирует зрительный рецептор, во-вторых, придает
ему способность связывать еще один фоторецепторный белок аррестин,
который, взаимодействуя с фосфорилированным Rho*,
полностью прекращает передачу сигнала в зрительном каскаде. Весьма
существенно, что вслед за падением уровня cGMP
в цитоплазме НСП также снижается концентрация ионов кальция, что
приводит к активации RK,
которая сама по себе к Са2+ не чувствительна, но становится
таковой в присутствии рековерина. Доказано, что 3-я цитоплазматическая
петля родопсина играет ключевую роль в его взаимодействии с партнерами
при передаче и выключении зрительного сигнала, и получены указания
на существование внутримолекулярного взаимодействия между 3-й
цитоплазматической петлей и С-концевым фрагментом "темнового"
родопсина. Однако это взаимодействие практически не изучено и
его роль в функции рецептора не установлена. В настоящей работе
мы использовали очищенные фоторецепторные белки (Gt,
RK,
аррестин) и родопсин (как нативный, так и модифицированный) в
составе фоторецепторных мембран для исследования роли отдельных
доменов родопсина (3-я цитоплазматическая петля, С-концевой фрагмент)
и их предполагаемых контактов друг с другом в следующих белок-белковых
взаимодействиях: родопсин-Gt,
родопсин-RK,
родопсин-аррестин. Кроме того, проведено картирование контактных
участков, отвечающих за взаимодействие RK
и ее Са2+-сенсора - рековерина. Работа поддержана
грантами РФФИ (№
97-04-49145) и
фонда Wellcome Trust.