Главная

Увеличение скорости трансмембранного транспорта малых молекул

Среди прочих изменений, вызываемых связыванием митогена с лимфоцитом, наблюдается также и ускорение переноса через мембрану различных Сахаров, аминокислот и нуклеозидов. Например, уже через 10 мин после начала контакта с ФГА обнаруживается увеличение идущего за счет облегченной диффузии транспорта радиоактивно меченного неметаболизирующегося сахара 3-O-метилглюкозы достигающее плато через 30 мин. Механизм данного явления, по-видимому, связан с резким увеличением количества имеющихся в наличии мест переноса, не отличающихся по связывающей способности от тех, которые есть в покоящихся клетках. Этот вывод следует из анализа соотношения между скоростью поступления и внешней концентрацией сахара, согласно которому ФГА индуцирует увеличение, не изменяя Необходимо, однако, заметить, что увеличение проникновения сахара в клетки не требует синтеза новых белков.

Когда стимуляция лимфоцитов происходит в среде, в которой нет Са²⁺, поступления глюкозы в клетку не наблюдается до тех пор, пока не будет восстановлено содержание Са²⁺. Ионофор кальция А23187 индуцирует увеличение транспорта глюкозы в клетку уже на первом часу. В среде, не содержащей глюкозы, синтеза ДНК не происходит, так что возрастание потока глюкозы, судя по всему, оказывается необходимым ранним этапом активации лимфоцита. Ингибирующий эффект цитохалазинов на синтез ДНК, по-видимому, объясняется не воздействием их на микрофиламенты, а способностью предотвращать индуцируемое митогеном проникновение внутрь глюкозы. Тем не менее, ФГА способен несколько ускорять синтез РНК и белка, даже если в среде отсутствует глюкоза. Это наблюдение обосновывает сделанное ранее предположение, о том, что в программе активации лимфоцита имеются «точки ветвления», и поэтому не каждый ранний активационный процесс требуется для осуществления каждого позднего процесса. Наоборот, наличие глюкозы для генерирования энергии может играть роль выключателя, разрешая протекание многих поздних энергозависимых процессов.

Транспорт аминокислот и нуклеозидов также усиливается вследствие контакта с митогеном, однако позже, чем транспорт глюкозы. В стимулированных с помощью ФГА лимфоцитах свиньи увеличение скорости поступления внутрь пролина и метионина обнаруживается через один час, а достигает максимума к 24 ч, возрастая в 7—15 раз по сравнению со скоростью проникновения в покоящиеся клетки. Показано, что транспорт глутамина в клетки селезенки мыши имеет похожие кинетические характеристики.

Поглощение изотопа клеткой представлено в виде отношения величин, полученных со стимулированными и контрольными клетками.
¹⁴Са (черные кружки)', ¹⁴С- глюкоза (светлые кружки); 14С-глутамин (светлые квадратики);
¹⁴С-уридин (светлые треугольники); ¹⁴С-тимидин (черные квадратики). Время отложено в логарифмической шкале.

Скорость поступления неметаболизирующейся аминоизомасляной кислоты (часто используемой для изучения транспорта через мембрану) внутрь стимулированных с помощью Кон А тимоцитов человека увеличивается в первые 2 ч. Для этого необходимо, чтобы одновременно происходил синтез белка и генерировалась энергия гликолиза. ЛПС стимулирует проникновение аминоизомасляной кислоты в В-лимфоциты крысы, причем в первые 4 ч поток оказывается очень слабым, а через 24 ч значительно усиливается. В тех случаях, когда связывание митогена на поверхности клетки не приводит к синтезу ДНК, увеличения транспорта аминокислот также не происходит. Это имеет место, например, при взаимодействии Кон А с клетками селезенки «голых» (nude) мышей, ЛПС с тимоцитами и определенных немитогенных лектинов с любыми лимфоцитами. Наличие подобной зависимости свидетельствует о том, что усиление транспорта аминокислот необходимо для последующего синтеза ДНК, однако связь между этими процессами скорее всего косвенная.

Раннее увеличение поглощения нуклеозидов, таких, как тимидин и уридин, происходящее при стимуляции клетки митогеном, будет подробно обсуждено далее в разделе, посвященном синтезу РНК и ДНК.