НАРУШЕНИЕ ВЕЗИКУЛЯРНОГО ЦИКЛА В СИНАПСАХ РЕТИКУЛОСПИНАЛЬНЫХ АКСОНОВ МИНОГИ ПОСЛЕ МИКРОИНЪЕКЦИИ ГТФγS
Н. В. Томилин, Е. В. Васильева, А. В. Гиляров, Т. Ф. Черняк
Институт токсикологии ФМБА, Санкт-Петербург;
электронный адрес: Nikolay_Tomilin@rambler.ru
Везикулярный цикл поддерживает устойчивую работу синапсов, сохраняя динамическое равновесие между экзоцитозом и
компенсаторным эндоцитозом. Важную роль в регуляции этого цикла принимают ГТФ-связывающие белки. ГТФаза динамин
является ключевым белком, обеспечивающим отделение формирующихся клатриновых пузырьков от плазматической мембраны.
Целью работы было изучение действия негидролизуемого аналога ГТФ (ГТФγS) на динаминовый комплекс в условиях
in situ. Обнаружено, что микроинъекция ГТФγS в ретикулоспинальные аксоны вызывает комплекс изменений
ультраструктуры: изменение количества синаптических пузырьков в кластере и прикрепленных к активной зоне, а также
увеличение количества клатриновых структур, что свидетельствует об ингибировании эндоцитоза. Кроме того, появляются
необычные клатриновые структуры. При низких концентрациях ГТФγS они представлены длинными тубулами, покрытыми
упорядоченной динаминовой спиралью и оканчивающимися клатриновыми пузырьками. С увеличением концентрации ГТФγS
на них появляются многочисленные разветвления, также оканчивающиеся клатриновыми пузырьками, при этом длина тубул
значительно уменьшается. Шаг спирали и диаметр тубул достоверно уменьшаются при увеличении концентрации ГТФγS
(23.1 ± 0.4 и 26.6 ± 0.4 нм соответственно при низкой концентрации; 19.0 ± 0.5 и 23.3 ± ± 0.4 нм при высокой; Р
< 0.001). На основании полученных результатов предлагается модель молекулярного механизма освобождения клатриновых
пузырьков, вызываемого динамином. Суть модели: гидролиз ГТФ динамином приводит к быстрому увеличению длины спирали за
счет выпрямления ее структурной единицы - димера динамина. Это вызывает увеличение диаметра спирали и соответственно
разрыв гидрофобных связей между внутренним и наружным слоями липидов в местах контакта внутреннего слоя с динаминовой
спиралью, а также практически одновременное растяжение шейки клатринового пузырька в продольном направлении, что
способствует нарушению целостности мембраны шейки и освобождению клатринового пузырька.
Ключевые слова: синапс, компенсаторный эндоцитоз, динамин, ГТФγS, электронная микроскопия,
иммуноцитохимия
Back
Contents
Main
