3.4 Механизм взаимодействия ngf с рецепторами.

Кристаллическая структура NGF–TrkA–d5 комплекса показала, что димерNGFсвязывается через центральную область β слоя с 5 доменом TrkA. Ориентация комплекса по отношению к мембране, определяется положением Cтерминального конца TrkA – d5.При взаимодействии C конца TrkA с NGF происходит поворот L2 и L4 петель, что способствует связыванию NGFс рецептором.При этом цистеиновый узел и N, а также C конец располагаются в верхней части молекулы NGF.Связывание p75^NTR происходит в нескольких местах. Наиболее важным участком для связывания p75^NTR является L3 петляиCконцецNGF, которые ориентированы в одном направлении. Этот домен находится сверху молекулы и состоит в основном из положительно заряженных остатков. Данная конструкция комплекса NGF–TrkA–d5 согласуется с идеей, что фактор роста нервов может одновременно связываться с TrkA и p75^NTR. Вторым участком для связывания низкоаффиного рецептора являются положительно заряженные остатки петель L1 и L4, находящиеся в нижней части молекулы[] .

Рисунок 5 – Схема кристаллической структуры NGF–TrkA–d5 комплекса (слева) и тройного комплекса NGF–TrkA–d5 - p75^NTR (справа)

Связывание димера фактора роста нервов с двумя молекулами рецептора TrkA приводит к тому, что домен внутриклеточного белка тирозинкиназы каждого из TrkA рецепторов фосфорилирует остатки тирозина другого TrkAрецептора. Это запускает четыре внутриклеточных сигнальных каскада, которые приводят к росту и дифференцировке. Активация фосфоинозитол-3-киназы (PI 3-kinase) способствует удлинению отростков и их выживанию. Фосфорилирование тирозина SNT приводит к дифференцировке. Активация фосфолипазы C-γ (PLC-τ) стимулирует MAP киназы, которые индуцируют экспрессию генов, дифференцировку и рост как непосредственно, так и через фосфорилирование RSK. MAP киназа также активируется через сигнальный каскад, который включает связывание белков SHC, Grb-2, SOS и Ras, а также киназRaf и МЕК. — S— Р0₄ — фосфорилированиесерина; — Т — Р0₄ — фосфорилированиетреонина; — Y — Р0₄ — фосфорилирование тирозина [].

Рисунок 6 - Механизм взаимодействия NGF с TrkA

Механизмы действия низкоаффинного рецептора, который не имеет внутриклеточных доменов, в настоящее время не изучены. В некоторых клетках он может взаимодействовать с высокоаффинным рецептором во время связывания нейротрофинов. В других клетках, особенно в тех, в которых нет высокоаффинных рецепторов, он может управлять гибелью клеток или обеспечивать механизм ограниченной диффузии для установления высокой локальной концентрации нейтротрофинов, что необходимо для регенерации периферического нерва.

3.5 Захват и ретроградный транспорт ngf.

То, что от NGF зависит выживание нейрона, говорит о том, что его действие происходит в теле клетки. Это было доказано при выращивании симпатических нейронов в специальных камерах, состоящих из трех отсеков. В центральном отсеке, куда помешаются нейроны, находился NGF, при его отсутствии нейроны гибнут. Однако, после того, как отростки нейрона достигают боковых отсеков камеры, NGF может быть удален из центрального отсека и клетки остаются живыми, при условии, что в боковых отсеках NGF остается. Это дает основания полагать, что трофические эффекты NGF на развивающиеся нейроны могут передаваться в виде ретроградного транспорта NGF от нервных терминалей в тела клеток. Исследования, проведенные на взрослых животных с радиоактивно меченым NGF, показали, что он активно захватывается в нервные терминали и активно транспортируется ретроградно в сому. Взрослым нейронам NGF не нужен для выживания, однако он регулирует, среди всего прочего, синтез адреналина, индуцируя образование двух ферментов, необходимых для его синтеза: тирозингидроксилазу и дофамингидроксилазу. При повреждении транспорта NGF взрослого нейрона уровень этих ферментов падает[].

Рисунок 7 - Фактор роста нерва и выживание веточек аксонов клеток симпатических ганглиев, растущих в культуре клеток.

(А) Нейроны, полученные из неонатального симпатического ганглия и помещенные в центральную секцию, посылают свои отростки под тефлоновым разделителем и в соседние секции; все секции содержат NGF.

(В) После начального роста отростков удаление NGF из центральной секции в течение 20 дней не приводит ни к какому эффекту; нейроны в центральной секции используют NGF, который ретроградно транспортируется из их терминалей, расположенных в боковых секциях.

(С) После начального роста отростков удаление NGF из левой секции вызывает дегенерацию нервных отростков в этой области,а те, которые находились в секции, содержащей NGF, остаются интактными.