Клеточная мембрана: селективные функции, роль протеинкиназы С
"Тонкая настройка" пути передачи сигнала , включает определенную изоформу РКС и образование определенных DAG в ответ на данное воздействие. С этой точки зрения важно и то, что зависимость РКС от используемых кофакторов субстратспецифична. Для фосфорилирования определенного субстрата требуется определенный фосфолипид в качестве кофактора [ Nakanishi H. and Exton J.H., 1992 ].
Важное свойство РКС-семейства - чувствительность к форболовым эфирам. С помощью форболовых эфиров достигается как стимуляция, так и подавление активности PKC. Подобно диацилглицеридам форболовые эфиры имеют в своей структуре полярную "голову" и гидрофобный "хвост". Способность активировать РКС в данном случае также зависит от природы гидрофобных "хвостов" эфира. Часто для исследований РКС применяются 2-О-тетрадеканоилфорбол-13-ацетат ( ТРА ) и форбол-12-миристат-13-ацетат ( РМА ).
Форболовые эфиры часто применяются также и в качестве ингибиторов РКС . Дело в том, что после сильной активации различными факторами РКС транслоцируется в цитоплазматическую мембрану и после короткого периода стимуляции наблюдается подавление активности РКС. Это явление называется даун-регуляцией протеинкиназы С . Часто подобным образом, при продолжительной предварительной обработке клеток ТРА или РМА, изучают участие РКС в регуляции различных процессов, в том числе и экспрессии гена c-fos .
Однако этот подход недостаточно корректен, поскольку существуют изоформы РКС, не чувствительные к форболовым эфирам. Помимо того, многие из атипичных РКС еще не были обнаружены [ Akimoto K. ea, 1994 , Johannes F.-J. ea, 1994 , Khan W.A. ea, 1994 ], в некоторых типах клеток они могут быть представлены наиболее обильно по сравнению с другими изоформами [ Akimoto K. ea, 1994 ].
Комбинируя разные стимуляторы, можно активировать различные изоформы РКС. Например, в MDSK ( почечных ) клетках РМА селективно активирует РКС- альфа , хотя в цитоплазме присутствует также и РКС-бета [ Hosevar B.A. ea, 1992 ].
Бомбезин и PDGF в Swiss 3T3 из четырех изоформ РКС ( РКС-альфа , РКС- дельта , РКС-эпсилон и РКС-дзета ) селективно активируют и вызывают мембранную транслокацию только двух изоформ - РКС-дельта и РКС-эпсилон [ Olivier A.R. and Parker P.J., 1994 ].
В клетках RBL-2H3 ( клетки базофильной лейкемии крыс ) связывание лиганда с высокоаффинными IgE- рецепторами индуцировало экспрессию гена c-fos , и эта индукция опосредовалась изоформами РКС-бета и РКС-эпсилон, а изоформы РКС-альфа и РКС-дельта не участвовали в данной индукции [ Razin E. ea, 1994 ].
Интересно, что РКС-дельта контролируется отдельными путями. При обработке различных РКС-дельта содержащих клеток PDGF , EGF , CSF-1 , TPA , а также при активации Src , Fyn наблюдалось тирозиновое фосфорилирование РКС-дельта, и это фосфорилирование усиливало ее ферментативную активность [ Li W. ea, 1994 , Li W. ea, 1994 ].
Из сказанного ясно, что, несмотря на определенные сходства, разные члены изоферментного семейства протеинкиназы С достаточно сильно отличаются друг от друга и могут регулироваться различными путями. Эти особенности РКС-семейства расширяют сеть передачи сигнала с поверхности клетки в ядро .
Факторы, активирующие определенный тип РКС, будут вызывать включение определенного пути, что приведет к модуляции активности определенной конечной мишени. С этой точки зрения регуляция экспрессии c- fos гена очень показательна. Существуют несколько промоторных элементов этого гена, находящихся под контролем РКС-сигналпередающих путей . Однако в данном случае РКС взаимодействует с другими сигнальными цитоплазматическими факторами, и это определяет возможность тонкой регуляции экспрессии гена c-fos в зависимости от внешних стимулов. В этом плане наиболее важно взаимодействие РКС с элементами сигнального каскада, приводящего к активации митоген-активируемых протеинкиназ .
