23. „Tratwy” (domeny) błonowe.

Tratwy błonowe, z angielska zwane raftami, to domeny w błonie o podwyższonej sztywności, bogate w cholesterol i sfingolipidy. Rafty są wzbogacone w białka w porównaniu do bardziej płynnych części błony, a gangliozydy i wiele integralnych białek błonowych lokalizuje się specyficznie w raftach. Także białka zakotwiczone lipidami lokalizują specyficznie w raftach, ale tylko te z kotwicą acylową lub GPI. Białka prenylowane nie występują w raftach.

Tratwy/rafty/domeny błonowe prawdopodobnie pełnią rolę centrów wykrywania sygnałów ze środowiska komórki i przekazywania ich do cytozolu.

42. Regulacyjne funkcji jonów Ca²⁺

Jony wapnia są jednym z najważniejszych cząsteczek sygnalizacyjnych drugiego rzędu. W normalnych warunkach cytozolowe stężenie wapnia jest bardzo niskie, około 0,2μM i jest utrzymywane przez Ca2+-ATP-azy, które wypompowują wapń do ER albo na zewnątrz. W odpowiedzi na specyficzne sygnały ze środowiska komórki otwierają się kanały dla jonów wapnia i jony te napływają z ER lub środowiska zewnętrznego, a ich stężenie w cytozolu może wzrosnąć 10 do 100 razy (przykłady sygnałów: aktywacja receptorów sprzężonych z białkiem G przez jakieś chemiczne ligandy, co aktywuje fosfolipazę C, która powoduje pojawienie się trójfosforanu inozytolu w cytozolu, który aktywuje kanały wypuszczające wapń z ER; napięcie, tak jak w synapsie; wzrost stężenia glukozy w komórkach wydzielających insulinę, który w sumie prowadzi do depolaryzacji błony i otwarcia kanałów bramkowanych napięciem). Wzrost cytozolowego stężenia wapnia przynosi olbrzymie efekty. Wapń wiąże się i bezpośrednio uczestniczy w aktywacji wielu białek ważnych dla przekazywania sygnałów np. PKC (protein kinase C, uczestniczy w kontroli ekspresji genów) oraz wywołujących konkretne efekty w wyspecjalizowanych komórkach np. synaptotagmina w synapsach, czy analogicznego białka w komórkach β trzustki (bo wydzielanie insuliny jest podobne do wydzielania neurotransmitera).

Jony wapnia mogą działać też pośrednio wiążąc białka zawierające motyw „EF hand”. Sztandarowym przykładem jest tutaj kalmodulina. Kalomodulina wiąże 4 jony wapnia w kooperacyjny sposób, czyli niewielki wzrost w ich stężeniu już ją aktywuje, bo każdy następny wiąże się silniej. Aktywna kalmodulina oddziałuje z wieloma białkami i przynosi różnorodne efekty np. wiążąc się do „kinazy lekkiego łańcucha miozyny” (nie wiem jak to się ładnie nazywa po polsku, chodzi o białko które fosforyluje lekki łańcuch miozyny) prowadzi do skurczu mięśnia; wiążąc cAMP fosfodiesterazę wygasza sygnalizację przez cAMP; kompleks Ca2+/kolmodulina może aktywować wiele kinaz/fosfataz regulujących aktywność czynników transkrypcyjnych np. aktywowana kalcyneuryna defosforyluje NFAT (nuclear factor of activated T cells), który aktywuję ekspresję genów niezbęddzną do aktywacji limfocytów T.

Charakterystyczne dla sygnałów przekazywanych przez jony wapnia jest ich błyskawiczne pojawienie się w odpowiedzi na bodziec i równie błyskawiczne wygaszenie sygnału, dzięki pracy wapniowych pomp ATP.

---