Тропонин I: фосфорилирование cGMP, сАМР-зависимыми протеинкиназами
Тропонин I может фосфорилироваться cGMP- и сАМР-зависимыми протеинкиназами. В условиях in vitro обе протеинкиназы фосфорилируют одни и те же остатки (Ser-23, 24) в структуре тропонина I сердца [ Swiderek, ea 1990 , Sulakhe, ea 1995 ], при этом сАМР-зависимая протеинкиназа PKA фосфорилирует тропонин I в условиях как in vitro, так и in vivo [ Perry, ea 1979 , Perry, ea 1999 ]. Фосфорилирование тропонина I сердца PKA и PKG приводит к тому, что сократительный аппарат становится менее чувствительным к ионам Са + и полумаксимальная АТРазная активность миофибрилл или полумаксимальное натяжение развиваются при более высоких концентрациях Са2+ [ McConnel, ea 1997 , Malhotra, ea 1997 ]. Этот эффект, видимо, является следствием того, что фосфорилированный тропонин I с меньшим сродством взаимодействует с тропонином С [ Al-Hillawi, ea 1995 ]. Вследствие ослабления взаимодействия с тропонином I уменьшается сродство регуляторных центров тропонина С к ионам Са2*. В последние годы эти предположения были проверены с помощью методов генной инженерии. Установлено, что замена интактного тропонина I на мутантный белок, в котором Ser-23 и Ser-24 заменены на остатки Asp, сопровождается уменьшением Са2+-чувствительности сократительного аппарата [ Dohet, ea 1995 ]. Другими словами, введение отрицательных зарядов (будь то фосфорилирование остатка Ser или его замена на Asp) в положения 23 и 24 тропонина I существенно ослабляет связывание ионов Са2+ тропонином С. Такой эффект может быть связан с тем, что фосфорилирование приводит к значительным изменениям структуры тропонина I. Действительно, на коротком пептиде (остатки 17-32 тропонина I) установлено, что фосфорилирование Ser-23 и Ser-24 приводит к существенным конформационным перестройкам [ Quirk, ea 1995 ]. Фосфорилирование влияет на параметры флуоресценции метки, связанной с пятым остатком тропонина I, т.е. влияет на структуру белка вблизи центров фосфорилирования [ Dong, ea 1997 ]. Кроме того, фосфорилирование Ser-23 и Ser-24 приводит к глобальным изменениям структуры всей молекулы тропонина I. Действительно, фосфорилирование интактного тропонина I под действием протеинкиназы А сопровождается уменьшением расстояния между флуоресцентной меткой, закрепленной вблизи N-конца тропонина I, и остатком Тгр, расположенным на С-конце молекулы белка [ Dong, ea 1997 ], а также влияет на флуоресценцию меток, закрепленных в центральной и С- концевой частях тропонина I, т.е. в участках, контактирующих с центральной а-спиралью и N-концевым регуляторным доменом тропонина С [ Dong, ea 1997 ]. Фосфорилирование тропонина I, находящегося в комплексе с N- концевым фрагментом тропонина С (остатки 1-89), также приводило к заметному уменьшению константы связывания ионов Са + [ Chandra, ea 1997 ]. Была предложена модель взаимодействия фосфорилированного тропонина I сердца с тропонином С и предложен механизм, с помощью которого фосфорилирование тропонина I может влиять на параметры связывания ионов Са2+ тропонином С [ Jaquet, ea 1998 ]. Представленные данные означают, что фосфорилирование Ser-23 и Ser-24 приводит к очень большим изменениям структуры тропонина I, влияет на его взаимодействие с тропонином С и на параметры связывания ионов Са2+ N- концевым регуляторным доменом тропонина С. Taким образом, фосфорилирование тропонина I сердца по остаткам Ser-23 и Ser-24 под действием протеинкиназ А и G уменьшает чувствительность сократительного аппарата к ионам кальция.
