1.7. Кератины 8/18, апоптоз, клеточный цикл, протоонкогены.

Инициация апоптоза в эпителиальных клетках приводит к реорганизации кератинового цитоскелета в дискретные гранулы. Этот процесс по времени предшествует морфологическому разрушению ядер. Первичные изменения структуры ПФ связаны с фосфорилированием кератина 18 по серину-53. В дальнейшем происходит активация каспаз и специфическое расщепление консервативной не-α-спиральной линкерной области (L1-2) с их участием. Деградации кератина 8 при активации апоптоза не происходит. Таким образом, разрушение К18 может отражать основную модель инициации ПФ в течение апоптоза (Caulin et al,1997). Клетки, в которых отсутствуют кератины 8 и 18, являются более чувствительными к TNF-индуцированному апоптозу.

Первый интрон гена К18 обладает тканевой неспецифичной энхансерной активностью. В его состав входит консервативный АР-1-сайт, способный связываться с факторами транскрипции, в частности с продуктами генов c-jun и с c-fos. Так трансфецирование гена c-fos в клетках F9 приводит к появлению частично дифференцированных клеток, которые начинают экспрессировать К8 (и, соответственно, К18). На основании этих данных можно сделать вывод, что низкий уровень протоонкогенов, по крайней мере, частично, лимитирует экспрессию гена К18 в недиференцированных клетках культуры и, по аналогии с ними, в ранних эмбриональных клетках.

Исследования генов Ras и Raf привели к аналогичным результатам. Продукты генов Ras и Raf связываются с сайтами AP-1 и Ets в первом интроне гена К18 и увеличивают экспрессию этого гена. Активация экспрессии гена К18 является функционально значимой, так как уровень синтеза К18 коррелирует с увеличением инвазивной способности клеток. Таким образом, нерегулируемая экспрессия генов К8 и К18 может приводить к формированию метастаз опухолевыми клетками.

Кроме того, в настоящее время известно, что Mrj-Hsp/c70 – белок, принадлежащий к семейству шаперонов, непосредственно связывается с основным кератином К18, регулируя таким образом взаимодействие между К8 и К18. Возможно, это один из механизмов формирования телец Маллори.

2. Микрофиламенты.

2.1. Актин.

Глобулярный актин - это белок с молекулярной массой 42 кДа, состоящий из одной полипептидной цепи. Аминокислотная последовательность актина скелетных и сердечных мышц включает 375 аминокислотных остатков, в том числе один остаток необычной аминокислоты - 3-метилгистидина, который образуется посттрансляционно. N-концевая аминокислота ацетилирована. Молекула актина содержит 5 остатков цистеина (Cys-10, -217, - 257, -285 и -374). Актин гладкой мускулатуры содержит еще один остаток цистеина в положении 17. Немышечные актины содержат два дополнительных цистеиновых остатка - Cys-17 и Cys-272. Однако Cys-10 в этих актинах заменен на Val-10, и общее количество цистеиновых остатков равно 6. Только один из этих остатков, Cys- 374, экспонируется на поверхности молекулы интактного G-актина, содержащего АТР. Доступность других остатков цистеина определяется степенью нативности молекулы и видом нуклеотида. В растворе с высокой концентрацией АДР кроме Cys-374 доступным для SH-реагентов становится еще один остаток цистеина, по-видимому, Cys-10.

При анализе аминокислотной последовательности актина обращает на себя внимание большое количество отрицательно заряженных групп, особенно на N-конце цепи. Так, из пяти N- концевых аминокислотных остатков четыре содержат в боковых цепях карбоксильные группы, а среди первых 25 аминокислотных остатков отрицательно заряжены 7.

Полипептидная цепь актина гладкой мускулатуры и немышечных сократительных систем содержит 374 аминокислотных остатка. Различия в аминокислотных последовательностях невелики и в основном консервативны. Цитоплазматические актины отличаются от актина скелетных мышц позвоночных только 25 заменами. При этом существенно, что участок полипептидной цепи, включающий остатки 18 - 75, стабилен, в то время как участки 2 - 18 и 259 - 298 содержат много замен. Высокая консервативность первичной структуры актина, по-видимому, является следствием его высокой функциональной активности, требующей сохранения центров взаимодействия как с другими молекулами актина, так и с актинсвязывающими белками .

Замены аминокислотных остатков в N-концевом сегменте полипептидной цепи существенно влияют на общий заряд молекулы, изменяя изоточку актина в интервале рН 5,4 - 5,5. Существует по крайней мере 6 изоформ актина. Данные о первичной структуре актина высших растений, полученные на основании анализа нуклеотидных последовательностей актиновых генов, указывают на то, что вариабельность актина растений значительно выше, чем вариабельность актина животных. В частности, изоактины сои содержат 35 - 45 замен. В целом, актины растений отличаются от актинов животных 55 - 65 аминокислотными остатками. В актинах растений замены затрагивают значительное число заряженных остатков, поэтому их изоточки могут различаться почти на единицу (рН 5,1 - 5,8).