ЭРИТРОЦИТЫ

Из всех известных типов цитоскелета наиболее простым обладают эритроциты млекопитающих. Их цитоскелет представляет собой примембранную сеть из актина и спектрина, о которой было однажды сказано, что это «конструкция, похожая на сеть, сплетенную близоруким рыбаком». Было бы, наверное, ошибкой считать актин единственным структурным белком цитоскелета эритроцитов: примерно на каждые пять молекул актина в нем приходится молекула спектрина. Актин в эритроцитах находится преимущественно в фибриллярной форме (в виде F-актина), судя по тому что с ним связан ADP, а не АТР. Концентрация мономерного актина в эритроцитах не меняется под действием цитохалазинов. У олигомеров, состоящих из 10—17 молекул актина, имеются участки, сходные по своему поведению с быстро растущим концом филаментов, а участков медленной сборки не обнаружено.

Образование сложной сети под мембраной эритроцитов оказывается возможным благодаря множественности связывающих участков на молекуле спектрина. Присоединяясь к боковой поверхности актиновых прото-филаментов, тетрамеры спектрина, построенные по принципу «голова к хвосту», могут сшивать олигомеры актина. На молекуле спектрина (на ее р-субъединице) есть, кроме того, участок связывания анкирина. Связываясь со спектрином и с одним из интегральных мембранных белков, так называемым компонентом 3, анкирин образует мостики между спектрино-актиновой сетью и мембраной. Комплекс актина со спектрином стабилизируется белком, известным как компонент 4.1; этот белок присоединяется к молекуле спектрина неподалеку от того ее конца, который взаимодействует с боковой поверхностью актиновых филаментов.

О роли взаимодействия цитоскелетных белков с мембранами можно судить по результатам следующих экспериментов. Во-первых, частичное удаление спектри-на из теней эритроцитов вызывает увеличение латеральной подвижности интегральных белков в мембране; это означает, что связь с цитоскелетной сетью налагает на поведение мембранных белков существенные ограничения. Во-вторых, антицитоскелетные препараты, такие, как цитохалазины в определенной мере влияют на деформируемость эритроцитов. Наконец, любое из известных воздействий, вызывающих отделение цитоскелета, и особенно спектрина, от мембраны эритроцитов, приводит одновременно к тому, что распределение липидов в мембране становится более равномерным; таким образом, цитоскелет участвует в поддержании асимметрии расположения липидов в мембранном бислое. Недостаток спектрина, возможно, является причиной такой болезни, как наследственный сфероцитоз.

Как ни просто устроены эритроциты млекопитающих, даже на их примере ясно видна необходимость учитывать многообразие возможных взаимосвязей между цитоскелетными белками. Спектрин может функционировать так, как описано выше, только потому, что на каждом его мономере имеются участки связывания по меньшей мере для четырех белков. На сеть, состоящую из актина и спектрина, существенное влияние оказывает присутствие компонента 4Л. Наконец, степень доступности компонента 3 может изменяться в результате его связывания с различными гликолитическими ферментами. Таким образом, для большинства белков цитоскелета нужно постоянно иметь в виду возможность взаимодействия не с одним, а с несколькими другими белками.

Эритроциты млекопитающих поддерживают свою форму с помощью цитоскелета, построенного на основе актина. Эти эритроциты обходятся без двух других систем филаментов, которые имеются в эритроцитах птиц и иных животных. По периферии всех эритроцитов, за исключением эритроцитов млекопитающих, проходит пучок микротрубочек — так называемый краевой пучок. Под электронным микроскопом видно, что микротрубочки в этом пучке соединены друг с другом поперечными сшивками и что он окружает пару центриолей. Холод вызывает разрушение микротрубочек краевого пучка, а когда температуру опять повышают, микротрубочки начинают восстанавливаться. Растут они при этом от центриолей (точнее, от перицентриолярного материала, окружающего центриолярные триплеты), никаких других центров сборки микротрубочек в эритроцитах не найдено. Удлинение микротрубочек продолжается до тех пор, пока они вновь не заполнят периферию эритроцита по всей его окружности.

Промежуточные филаменты в эритроцитах не млекопитающих состоят из виментина — белка с мол. массой 52 кДа, обнаруженного во многих клетках мезенхимального происхождения. Филаменты покрыты белком с мол. массой 230 кДа, синемином, расположенным вдоль них периодически. Сеть промежуточных филаментов не перекрывается с краевым пучком микротрубочек. Она ассоциирована однако, с мембраной и в центральной части эритроцита простирается от одной его поверхности до другой, образуя вокруг ядра нечто вроде садка. Синемин, по-видимому, сшивает виментиновые филаменты друг с другом.

Эритроциты не-млекопитающих, как и эритроциты млекопитающих, содержат подмембранную сеть из актина и спектрина, причем последний, подобно спектрину млекопитающих, способен фосфорилироваться и связывать кальмодулин. Функциональное значение этих реакций — связывания спектрина с кальмодулином и фосфорилирования спектрина — не известно ни для той, ни для другой группы эритроцитов. Можно, однако, предположить, что у эритроцитов млекопитающих это рудиментарные реакции, являющиеся отголоском более сложных взаимоотношений между компонентами цитоскелета, свойственных содержащим ядро эритроцитам. Остается неясным и то, какие именно структурные особенности позволяют эритроцитам млекопитающих обходиться без двух фибриллярных систем, имеющихся у всех других эритроцитов.

Хотя единственная функция цитоскелета в эритроцитах, по-видимому, заключается в поддержании их формы, он тем не менее подвергается изменениям в процессе созревания этих клеток. Например, синтез таких цитоскелетных белков, как компоненты 4.1 и 4.2, начинается лишь на самых последних стадиях созревания ретикулоцитов. Кроме того, в процессе эмбрионального развития меняется распределение синемина вдоль виментиновых филаментов. От стадии развития эмбриона зависит и взаимодействие а- и р-субъединиц спектрина, лимитирующим фактором для сборки спектрина является, по-видимому, наличие связывающих участков на мембране.


Похожие материалы:

Тромбоциты

Фибробласты

Мышцы

Эпителиальные и эндотелиальные клетки


   
© Медицинские науки. Перепечатка материалов сайта без действующей обратной ссылки запрещена!