цКЮБМЮЪ ЯРПЮМХЖЮ яКСВЮИМЮЪ ЯРПЮМХЖЮ
йюрецнпхх:
юБРНЛНАХКХюЯРПНМНЛХЪаХНКНЦХЪцЕНЦПЮТХЪдНЛ Х ЯЮДдПСЦХЕ ЪГШЙХдПСЦНЕхМТНПЛЮРХЙЮхЯРНПХЪйСКЭРСПЮкХРЕПЮРСПЮкНЦХЙЮлЮРЕЛЮРХЙЮлЕДХЖХМЮлЕРЮККСПЦХЪлЕУЮМХЙЮнАПЮГНБЮМХЕнУПЮМЮ РПСДЮоЕДЮЦНЦХЙЮоНКХРХЙЮоПЮБНоЯХУНКНЦХЪпЕКХЦХЪпХРНПХЙЮяНЖХНКНЦХЪяОНПРяРПНХРЕКЭЯРБНрЕУМНКНЦХЪрСПХГЛтХГХЙЮтХКНЯНТХЪтХМЮМЯШуХЛХЪвЕПВЕМХЕщЙНКНЦХЪщЙНМНЛХЙЮщКЕЙРПНМХЙЮ
сИНТЕЗ НЕЙРОПЕПТИДОВ
|
|
Регуляция запасов пептидных медиаторов затруднена в связи с разделением мест их синтеза и высвобождения. Пептиды синтезируются на рибосомах, которые расположены в телах нервных клеток, а не в аксонах или нервных терминалях. Такая организация имеет два последствия: во-первых, скорость синтеза пептидов регулируется в телах клеток, после чего пептиды должны быть перенесены в терминаль аксонным транспортом (о котором уже кратко говорилось). Это процесс медленный по сравнению с быстрым местным контро-
лем синтеза и хранения низкомолекулярных медиаторов внутри аксонных окончаний. Во--вторых, количество пептида, доступное для высвобождения, ограничено его количеством, имеющимся в терминали. Однако связывание пептидов с рецепторами происходит при значительно более низких концентрациях (в пределах 10--10— 10--8 М), чем связывание низкомолекулярных медиаторов, таких как ацетилхолин, с их рецепторами (10--7-10--4М). Механизмы, удаляющие пептидные медиаторы из синаптической щели, также в основном медленные. Более того, рецепторы нейропептидов, как и другие метаботропные рецепторы, действуют через внутриклеточные пути, обеспечивающие огромное усиление сигнала (глава 10). Вследствие этого для оказания воздействия на постсинаптическую мишень нужно небольшое число молекул пептида, так что потребность в необходимом для высвобождения количестве нейропептида может быть обеспечена транспортом молекул из тела клетки.
274 Раздел II. Передача информации в нервной системе
| Рис. 13.11. Синтез ней ропептидов. (А) Структура про-опиомеланокортина быка. Положения известных компонентов пептида изображены окрашенными прямоугольниками. Обозначены пары основных аминокислотных остатков, которые являются мишенями для ферментов. (В) Преобразование нейропептидных предшественников обычно начинается с отщепления карбокситерминальной части молекулы по положению, которое распознается эндопротеазой. Основные положения отделяются карбоксипептидазой Е. Если пептид заканчивается глицином, фермент пептидил-глицин--a-амидирующая монооксигеназа (РАМ) преобразует конечную карбоксигруплу в амидную. (С) Предшественники нейропептидов направляются в полость эндоплазматического ретикулума посредством сигнальной последовательности. В эндоплазматическом ретикулуме происходит образование дисульфидных связей и N-связанное гликозилирование. Затем нейропептид транспортируется через аппарат Гольджи, где происходят его дальнейшие модификации, такие как сульфатирование и фосфорилирование Показаны две схемы упаковки. Слева пролептид упаковывается в пузырьки, отпочковывающиеся от аппарата Гольджи; | 
по мере созревания везикул пролелтид расщепляется, образуя два пептида (А и В), упакованные в одной везикуле. Справа пролелтид расщепляется внутри аппарата Гольджи с последующей сортировкой пептидов в разные пузырьки.
Fig. 13.11. Synthesis of Neuropeptides. (A) Structure of bovine pro-opiomelanocortin. The locations of known peptide components are shown by colored boxes. Paired basic amino acid residues — common targets for processing enzymes — are indicated. (B) Processing of neuropeptide precursors usually begins with cleavage on the carboxy-terminal side of the recognition site by an endoprotease. The basic residues are trimmed by carboxypeptidase E. If the peptide ends in glycine, the enzyme peptidyl glycine a-amidating monooxygenase (РАМ) converts the carboxy terminus to an amide. (C) Neuropeptide precursors are directed into the lumen of the endoplasmic reticulum by a signal sequence. In the endoplasmic reticulum, disulfide bonds are formed and N-linked glycosylation occurs. The propeptide is then transported through the Golgi apparatus, where further modifications, such as sulfation and phosphorylation, take place. Two packaging schemes are illustrated. On the left a propeptide is packaged into vesicles budding from the Golgi; as the vesicle matures, the propeptide is cleaved, resulting in two peptides (A and B) packaged in the same vesicle. On the right a propeptide is cleaved within the Golgi, followed by sorting of peptides into separate vesicles. (After Sossin, Fisher, and Scheller, 1989.)
|
Глава 13. Клеточная и молекулярная биохимия синаптической передачи 275
Пептиды синтезируются в виде более крупных белков-предшественников, которые часто содержат последовательности нескольких биологически активных пептидов45· 46) (табл. 13.1, рис. 13.11). Первыми этапами синтеза предшественника нейропептида являются стадии, типичные для синтеза секретируемых белков: синтез в эндоплазматическом ретикулуме, отщепление сигнального пептида, процессинг в аппарате Гольджи и включение в крупные (100-200 нм) электронно--плотные пузырьки. Более поздние этапы одинаковы для нейронов и эндокринных клеток. Эти шаги катализируются специфическими эндопротеазами, которые расщепляют белок-предшественник на соответствующие пептидные молекулы, экзопептидазами, устраняющими С-терминальные основные группы, и амидирующим бифункциональным ферментом, который превращает глициновый остаток в соответствующую амидную группу пептида (рис. 13.11В). Протеолитический процесс начинается в аппарате Гольджи и продолжается внутри крупных плотных везикул, в то время когда они транспортируются вниз по аксону и находятся в терминали. Некоторые клетки синтезируют более одного медиаторного пептида; эти пептиды могут быть различным образом рассортированы в пузырьки и направлены в разные терминали47).