НЕИЗВЕСТНЫЕ МЕХАНИЗМЫ РЕГУЛЯЦИИ GPCR-СИГНАЛЬНОГО КАСКАДА В ФОТОРЕЦЕПТОРАХ ПОЗВОНОЧНЫХ

摘要

Процесс фототрансдукции - преобразование светового сигнала в электрический ответ в фоторецепторах позвоночных - является наиболее детально и достоверно охарактеризованным примером GPCR-сигнального каскада. В литературе установилось мнение, что основные механизмы фототрансдукции уже известны и данные, полученные на фоторецепторах, можно распространять и на другие системы GPCR-сигнализации. В нашем обзоре мы сопоставляем современную модель фототрансдукции с данными о работе других GPCR-сигнальных каскадов с целью выявить сходство и отличия между ними. Мы показываем, основываясь в основном на физиологических и биофизических данных, что в существующей схеме фототрансдукции отсутствуют важные регуляторные механизмы, биохимический субстрат которых пока неизвестен. Сюда относится, например, быстрая регуляция времени жизни активного состояния G-белка (трансдуцина) в ходе световой адаптации. Существуют также медленные (многоминутные) процессы модификации компонентов сигнального каскада, которые регулируют скорость выключения активированного рецептора (родопсина) и трансдуцина. По аналогии с другими GPCR-сигнальными каскадами можно предполагать наличие нескольких путей сигнализации от светоактиви-рованного родопсина, которые могут использовать разные вторичные посредники (не только цГМФ, но и, например, цАМФ). Мы также показываем, что в фоторецепторах может происходить олигомеризация родопсина, и этот процесс мог бы служить для физиологического контроля усиления в сигнальном каскаде. Упущенные механизмы отнюдь не минорны и могут обеспечить регулировку чувствительности фоторецептора в диапазоне от одного до двух порядков.