Семейство микрофиламентных белков - актинов играет важную роль в регуляции формы и пластичности не только эритроцитов, но и других клеток организма человека. Существует 6 известных актиновых белков в клетках млекопитающих, в том числе и человека: 2 саркомерных мышечных актина (альфа-скелетный и альфа-сердечный); 2 гладкомышечных актина (а и у); и 2 немышечные, цитоскелетные формы (Kedes с соавт., 1985). Бета и у-актины сосуществуют в различных типах клеток в качестве компонентов цитоскелета и медиаторов внутриклеточного движения.

Изучение аминокислотных последовательностей цитоплазматического и мышечного актинов показало, что цитоплазматические (немышечные) формы актинов являются продуктами 2 различных генов и отличаются от мышечного актина на 25 аминокислотных остатков в N-терминальной области белка (Vandekerckhove и Weber, 1978).

Эритроцитарная форма актина (Mw=43kD) является вместе со спектрином основным компонентом цитоскелетной сети. Актин организован в виде двойных спиральных протофиламентов диаметром 7 nm и длиной от 12 до 16 мономеров. Электронная микроскопия актиновых филаментов показала, что некоторые актиновые филаменты могут иметь длину до 100 nm и содержать до 60 актиновых мономеров (Peter Agre, John С. Parker, 1989). Практически по всей длине молекулы актина имеются связывающие участки для спектрина. Каждый актиновый олигомер способен связывать в среднем около 6 спектриновых тетрамеров, вследствие чего образуется непрерывность спектрин-актиновой сети. По-видимому, такой характер взаимодействия спектрина и активе обеспечивает гибкость и эластичность цитоскелета эритроцита. Полимеризация глобулярного актина (G-актин) приводит к образованию структурных филаментов (F-актин) для формирования скрученных вдвое петель. Каждый актин может связывать до 4 других молекул актина. Степень полимеризации актина важна для эритроцитов, поскольку было показано, что Соединения, ингибирующие актиновую полимеризацию, способны повышать гибкость мембраны, тогда как соединения, усиливающие его полимеризацию, наоборот, увеличивают ее жесткость (Nakashima К., Beutler Е-1979).

Кроме связей с дематином и спектрином, актин взаимодействует с тропомиозином. Эритроцитарный актин, как и мышечный, способен активировать миозин-АТФазу. Актин может подвергаться фосфорилированию цАМФ-зависимой протеинкиназой. Однако, биологическое значение этой реакции не известно.

Habets с соавт. (1992) картировали ген бета-актина на 7р15-р12. Ueyama с соавт. (1996) использовали F1SN - мотор и уточнили локализацию гена (3-актина на 7р22. Кроме того, с помощью ПЦР они картировали 4 варианта актиновых псевдогенов на других хромосомах. Существует около 20 псевдогенов (3-актина, широко представленных в геноме. Картированы эти псевдогены на Xq 13-q22, на 5 и 18 хромосомах, на 7q22-7qter. Erba с соавт. (1986) секвенировали мРНК цитоскелетного Y-актина и картировали ген на 17p11-qter. Ueyama с соавт. (1996) уточнили локализацию этого гена на 17q25.фосфатдегидрогеназу.

Белок 6 (Mw=33kD) представляет сцбой фермент глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназу. Являясь одним из ключевых ферментов гликолиза, ГАФД катализирует обратимую реакцию окислительного фосфорилирования глицеральдегид-3-фосфат в 1,3-ДФГ в присутствии неорганического фосфата никотинамидааденинадинуклеотида с высвобождением энергии.
Фермент in vivo представляет собой тетрамер с идентичными полипептитдными цепями (гомотетрамер).

Связывание фермента с мембраной является обратимым и не влияет на его каталитические свойства. В эритроците ГАФД дополнительно формирует 2,3-дифосфоглицератный шунт, необходимый для окисления гемоглобина. ГАФД входит в состав мультиферментного комплекса, расположенного на наиболее кислой области цитоплазматического домена АТБ. Фермент способен формировать перекресты между несколькими соседними участками мембраны. Посредством такого взаимодействия осуществляется взаимосвязь анаэробного гликолиза с активными центрами трансмембранных ферментов, потребляющих энергию АТФ. ГАФД напрямую взаимосвязан с глюкозным транспортером и входит в состав сахарсвязывающего комплекса плазматической мембраны. Burke с соавт. (1996) показали, что ГАФД может связываться с РНК, АТФ, кальциклином и актином.

Связывающая способность фермента с цитоплазматическим доменом АТБ и транспортером глюкозы обратно пропорциональна внутриклеточной концентрации АТФ. Наиболее чувствителен фермент к изменению содержания свободного Са2+ в цитозоле, и при усилении ионной силы среды увеличивается связывание ГАФД с внутренней поверхностью мембраны. При снижении содержания ГАФД в мембране с 60 дня циркуляции эритроцит становится более чувствительным к внешним воздействиям.

Benham и Povey (1989) картировали ген на 12р13. Они картировали также псевдоген ГАФД на Хр21-р11 до 15 подобных нуклеотидных последовательностей на различных хромосомах.

- Читать далее "Белок 7 клеточной мембраны. Тропомиозин мембран клеток"