Регулятор включения насоса: Блоки управления и реле давления насосов

Блоки управления и реле давления насосов

Полезная информация

Реле давления и блоки управления применяются для автоматической работы насоса или насосной станции. В данной рубрике также представлены поплавковый выключатель, манометр и датчик сухого хода, необходимые для корректной работы техники.

Особенности работы оборудования

Реле давления предназначены для включения и отключения всасывающих устройств в зависимости от давления в системе. Когда давление снижается, контакты реле замыкаются, и насос автоматически включается. При повышении давления до верхнего предела контакты размыкаются и насос отключается. Таким образом, поддерживается необходимый диапазон давления в системе водоснабжения. Верхний и нижний пределы срабатывания реле регулируются с помощью двух прижимных гаек внутри корпуса реле. Производители обычно устанавливают значения равные 1,4 атмосферы для включения насоса и 2,8 атмосферы для отключения оборудования.

Блоки управления насосами применяются для автоматической работы насосов и для защиты от «сухого» хода. Насос включается при достижении нижнего предела давления в системе водоснабжения, который обычно регулируется в диапазоне 1,5 — 3,5 атм.  Отключается насос при отсутствии потока жидкости, т.е. когда краны закрыты или вода отсутствует в устройстве. Благодаря этой особенности блок управления (в отличие от реле давления) предотвращает работу насоса в режиме «сухого хода» и препятствует тем самым выходу его из строя. Большинство из них оснащаются световыми индикаторами.

Что еще может пригодиться

• Датчик сухого хода для насоса автоматически отключает электрический насос при отсутствии жидкости. Применяется для защиты техники от перегрева при перекачивании жидкостей и в системах полива.
• Поплавковый выключатель для насоса необходим для управления и автоматизации работы садовых и погружных насосов. Включение и выключение насоса происходит при достижении заданного уровня воды в источнике или в резервуаре. Все поплавковые выключатели используются для защиты погружного насоса от «сухого» хода.
• Манометр предназначен для измерения давления жидкости в системе водоснабжения. Использование этого прибора позволяет производить быструю и точную настройку датчиков давления, а также обеспечивает постоянный  визуальный контроль за работой оборудования. При покупке манометра стоит обратить внимание на максимальное рабочее давление прибора.

Реле давления РДМ — 5 Джилекс 9002 — цена, отзывы, характеристики, фото

Реле давления РДМ — 5 регулирует работу насоса относительно давления воды в системе.Устройство автоматически выключает насос при недопустимом давлении, а также включает при устранении неполадок либо сразу при открытии кранов.

Характеристики:

• Напряжение питания — 220-230 В, 50 Гц;
• Максимальный коммутируемый ток — 16 А;
• Температура рабочей среды — от 0⁰ до +40⁰С;
• Рабочий диапазон давления — 1,0-5,6 атм.;
• Присоединительные размеры — 1/4″;
• Степень защиты — IP 44;
• Нижний предел давления — 1,4 атм. ;
• Верхний предел давления — 2,8 атм.;
• Минимальный перепад давления — 1,0 атм.

• Резьба, дюйм 1/4
• Напряжение, В 220
• Min рабочее давление, бар 1
• Мах рабочее давление, бар 5,6
• Min давление (заводская настройка), бар 1,4
• Max давление (заводская настройка), бар 2,8

Этот товар из подборок

Параметры упакованного товара

Единица товара: Штука
Вес, кг: 0,36

Длина, мм: 99
Ширина, мм: 102
Высота, мм: 60

Произведено

• Россия — родина бренда
• Информация о производителе

* Производитель оставляет за собой право без уведомления дилера менять характеристики, внешний вид, комплектацию товара и место его производства.

Указанная информация не является публичной офертой

На данный момент для этого товара нет расходных материалов

Сервис от ВсеИнструменты.ру

Мы предлагаем уникальный сервис по обмену, возврату и ремонту товара!

Вернем вам деньги, если данный товар вышел из строя в течение 14 дней с момента покупки.

Обратиться по обмену, возврату или сдать инструмент в ремонт вы можете в любом магазине или ПВЗ ВсеИнструменты.ру.

Гарантия производителя

Гарантия производителя 1 год

Гарантийный ремонт

Здесь вы найдете адреса расположенных в вашем городе лицензированных сервисных центров.

Лицензированные сервисные центры	Адрес	Контакты
СЦ «Джилекс» МСК  Средний срок ремонта — 12 дней	ул. Индустриальная, дом. 9	+7 (499) 400-55-55

принцип работы + настройка и регулировка

Автоматизация работы независимого водопровода невозможна без использования датчика давления. Чуткое устройство практически моментально отреагирует на падение или повышение давления в сети, запустит и остановит насосное оборудование без участия хозяев.

Пользоваться автономным водопроводом, оснащенным устройствами автоматики, можно как городской системой. Это же невероятно удобно, не правда ли?

Мы предлагаем вам полноценную информацию о том, как действует реле давления воды, какой вид прибора лучше выбрать для установки в независимую систему. У нас вы найдете подробный разбор технологических нюансов различных типов датчиков.

Представленная статья располагает ценными сведениями об особенностях установки устройств и о настройке реле давления. Для лучшего восприятия текст дополнен фото, схемами и видео-обзорами.

Содержание статьи:

Принцип действия и виды реле давления

Электромеханические модели реле давления используются очень давно. Они устроены несложно, поэтому надежны и удобны в эксплуатации. Внутри прибора имеется гибкая пластина, положение которой изменяется под воздействием потока воды. Чем активнее поток, тем большим будет ее изгиб.

Этот элемент соединен с двумя пружинами, которые реагируют на изменение позиции пластины. В результате замыкаются и размыкаются контакты пары электрических цепей, срабатывающих на заданные пользователем пределы давления.

Одна пружина настроена на максимальное значение давления в автономной сети, вторая – на разницу между верхним и нижним пределами давления. Устройство подключают к .

Когда давление достигает минимального показателя, установленного для реле, мембрана внутри гидробака ослабевает, контакт под второй пружиной срабатывает, и насос включается. Постепенно давление нарастает, доходит до верхнего предела, после этого размыкается контакт под первой пружиной, что выключает насос.

Устройство механического реле не слишком сложное, разобравшись в расположении его основных частей, даже не слишком опытный мастер сможет выполнить подключение и настройку (+)

Пружины, которые управляют контактами, снабжены регулировочными гайками. С их помощью можно изменять степень сжатия этих пружин. Чтобы обеспечить срабатывание устройства при более высоком давлении, их затягивают туже, если же нужно уменьшить показатели – наоборот, элемент следует ослабить.

Это принцип работы электромеханического варианта реле давления, существуют также более новые электронные модели.

С помощью реле давления можно заметно уменьшить количество пусков насоса и поддерживать оптимальный напор в системе, что положительно отразится на состоянии других ее элементов

Электромеханические модели датчиков

Работа реле давления тесно связана с гидроаккумулятором, без которого включение прибора в сеть водоснабжения становится бессмысленным. Вместо уже привычного электромеханического устройства сейчас нередко применяют электронные варианты и блоки автоматики с функцией защиты от “сухого хода”.

Если есть риск осушения источника в процессе откачки воды, реле давления просто дополняют блоком автоматики.

Однако в ряду электромеханических приборов, есть есть стрелочные устройства, которые можно использовать только с насосом. Они также сокращают количество включений оборудования и защищают от работы при отсутствии внутри насосного оборудования потока воды.

Выключение поможет предохранить мотор от серьезной поломки. Кроме того, с помощью такого реле можно поддерживать в водопроводной сети .

Основная характеристика устройства – номинальное рабочее давление. Оно может варьироваться в пределах от 1,5 – 6,0 бар.

Выбирая подходящее реле, следует обратить также внимание на такие показатели как:

• размеры присоединительной резьбы;
• уровень защиты от пыли и влаги;
• масса и размеры прибора;
• напряжение контактов;
• номинальные параметры тока;
• тип датчика и т.п.

Датчик давления может устанавливаться непосредственно на гидробак или монтироваться отдельно от него. Следует также учесть, что реле производятся для работы в различной среде. Для домашнего хозяйства подойдет прибор, предназначенный для воды.

Не стоит приобретать реле, рассчитанное на работу с хладагентом или другими жидкостями. Обратить внимание нужно и на температуру рабочей среды для конкретной модели.

Перед установкой или регулировкой устройства следует тщательно изучить инструкцию с описанием его конструкции, технических характеристик, порядка монтажа, эксплуатации и т.п. (+)

Чаще всего для нужд домашнего водопровода используют стандартную модель РДМ-5. Такое устройство нужно подключить сначала к гидроаккумулятору водопроводной системы, затем – к контактам, соединенным с механизмом включения/отключения насоса. После этого нужно обеспечить прибор электропитанием.

Выбирая подходящее реле давления, следует учесть такие характеристики как размеры патрубков, напряжение, температура рабочей среды и т.п.

Обычно вместе с поставляется и реле давления. Если предполагается одновременно использовать электронную модель, то с помощью электромеханического варианта будет устанавливаться давление отключения. Для подключения к водопроводу следует использовать тройной фитинг с подходящими размерами резьбы.

Обычно берут элемент на четверть дюйма. Если имеется хотя бы небольшой опыт сантехнических работ, то эта операция пройдет без затруднений. Разумеется, все резьбовые соединения следует уплотнить с помощью ленты ФУМ, льняной нити или другого подходящего материала.

Завершают механическую часть установки реле давления монтажом манометра, чтобы получать актуальную информацию о текущем состоянии водопровода.

Для подключения реле к контактам насоса нужно убрать защитную крышку прибора. Под ней находятся четыре контакта. Два из них нужны для входа, через них обеспечивают поступление электропитания. Еще два контакта – это выход, их подключают к насосу

В процессе монтажа прибора следует правильно выбрать сечение кабеля, а также обеспечить его заземление, используя . Если же необходимо сделать защиту от сухого хода, то нужно обеспечить правильное положение насоса. Он должен быть установлен выше обратного клапана.

После установки нужно выполнить регулировку реле давления воды. Для этого, как упоминалось выше, имеется два винта с пружинами. Они находятся под крышкой, которую нужно снять. На производстве обычно устройство настраивают. Стандартными считаются показатели от 1,4 атмосфер (минимум) до 2,8 атмосфер.

Реле следует грамотно подключить к электросети и к контактам насоса. Обязательное требование безопасности – наличие заземления прибора

Даже если эти данные соответствуют тем, которые необходимы для конкретного насоса, их следует проверить. В процессе хранения и установки настройки могли немного сбиться. Вот порядок настройки реле, подключенного к системе с гидроаккумулятором.

Сначала следует измерить давление в баке, используя для этого автомобильный манометр, который подключают к ниппельному соединению. Ниппель расположен сверху на вертикальных моделях гидробаков, сбоку – на горизонтальных, но всегда со стороны, противоположной расположению фланца.

Лучше брать устройства с достаточно высокой градацией измерительной шкалы. Дешевые китайские модели не всегда соответствуют этому требованию. Бак нужно оставить пустым, насос или станцию не нужно подключать к электропитанию.

Перед началом настройки нужно замерить показания давления воздуха в пустом гидроаккумуляторе и отрегулировать его до значений, рекомендованных производителем

Нормальное давление в опустошенном баке устанавливается в зависимости от его объема. Небольшие емкости (менее 25 л) должны быть накачаны до 1,4-1,7 бар. Баки на 50-100 л нужно подкачать до 1,7-1,9 бар. При несоответствии давления в новом баке этим параметрам, нужно исправить ситуацию, т.е. подкачать недостающий воздух или стравить его избыток.

Ежемесячно рекомендуется проверять состояние гидроаккумулятора, контролируя и по необходимости корректируя при этом давление воздуха. Эти простые меры помогут не только сохранить необходимый уровень давления в баке, но и предотвратят быстрый износ резиновой мембраны.

Перед настройкой нужно внимательно изучить документацию, которая прилагается к насосу.

Нужно учесть такие показатели как:

• предельное давление;
• рабочее давление;
• норма расхода воды.

Эти данные нужно использовать при настройке реле, установленные значения давления должны находиться в пределах этих показателей.

Учитываются также и данные гидробака. Мощности бытового насоса обычно недостаточно, чтобы перекачать обычный гидроаккумулятор, однако не стоит рисковать и заведомо устанавливать некорректные настройки.

Регулировочные винты реле обозначены как P и ΔР, чтобы добраться до них, нужно снять защитную крышку с прибора

С установленного в подходящем месте реле нужно снять крышку. Для этого следует открутить крепеж. Там находятся две пружины. Рядом с той, что больше, находится обозначение P, та, что меньше, обозначена как ΔР. Теперь можно подключить насос или насосную станцию к электросети, и начать процесс заполнения бака водой.

Когда давление в емкости достигнет верхнего значения, реле выключит насос. Следует определить показания манометра в этот момент. Если полученные данные отличаются от рекомендованных, нужно отрегулировать их значение с помощью большой пружины.

Чтобы увеличить предел, вращать гайку необходимо по часовой стрелке, если нужно сделать уменьшить настройки – против.

Теперь следует открыть воду и освободить гидробак. Со временем реле сработает и включит насос. Нужно снова зафиксировать показания манометра и отрегулировать настройки реле, если это необходимо. Для корректировки нижнего предела давления нужно повернуть малую пружину.

Все манипуляции с регулировочными пружинами нужно выполнять крайне аккуратно. Это очень чувствительные элементы, поворачивать винт нужно постепенно, на малую часть окружность, не стоит делать несколько полных оборотов сразу, так можно полностью испортить прибор.

Реле давления можно использовать для управления работой поверхностной насосной станции или системы с погружным насосом. Порядок настройки практически не отличается

При этом нужно учесть следующий важный момент: поскольку малая гайка регулирует разницу между пределами, то при корректировке нижнего значения произойдет изменение данных для давления отключения.

Поэтому после корректировки положения большой гайки следует дождаться заполнения бака и снова проверить данные для верхнего предела и изменить их, если необходимо.

Устанавливая настройки верхнего предела для реле нужно помнить, что этот показатель должен быть хотя бы на 10% ниже, чем давление в опустошенном гидробаке, которое было зафиксировано и отрегулировано в самом начале. Иначе резиновая мембрана гидроаккумулятора окажется под неоправданно высоким давлением и быстро износится.

В процессе эксплуатации может оказаться, что рекомендованные настройки не подходят для этого конкретного водопровода. Тогда нужно повторно выполнить настройку по описанной выше схеме. Следует помнить, что рекомендованная производителями разница между пределами варьирует в интервале 1,2 – 1,6 бар.

Чтобы правильно настроить механический вариант реле давления, нужно вращать его регулировочные винты. Периодически следует проверять состояние прибора, поскольку со временем пружины могут ослабнуть (+)

Но чрезмерно усердствовать не стоит, поскольку чем больше эта разница, тем больше будут колебания напора в водопроводе. Давление отключения следует установить ниже, чем максимальное давление насоса.

Если этот момент не учтен, оборудование будет работать постоянно, поскольку не сможет обеспечить уровень давления, необходимый для отключения прибора. Эта ситуация делает использование реле бессмысленным.

Проверять настройки рекомендуется каждые три месяца. Эти же операции нужно выполнять после , замене гидробака, и т.п.

Корректировать настройки не рекомендуется изготовителями систем для откачки воды, но при необходимости проводить корректировку лучше после каждой новой заливки системы водой, например, на даче после расконсервации систем весной.

Дополнительная информация по регулировке реле давления для насоса приведена в .

Электронные варианты реле

Электронные модели реле давления на порядок дороже электромеханических аналогов, но эти затраты вполне окупаются. Такие устройства настраивать проще, а значения пределов можно выставить гораздо точнее.

Каждая такая модель снабжена контроллером потока, который моментально отключает насос, когда нет воды. Это надежно защищает насос от работы в опасном режиме “сухого хода”.

Электронные модели реле давления более точны, надежны и проще в эксплуатации, чем механические устройства, но они значительно дороже

Обычно электронное реле давление снабжено небольшим гидробаком, объем которого составляет всего 400 мл. Это немного, но таким образом система надежно защищена от возможных . Если для скважины используется дорогой насос высокого качества, имеет смысл потратиться и на хорошее электронное реле давления.

Выглядят такие модели достаточно привлекательно, отличаются высокой надежностью и длительным сроком эксплуатации. Но они могут быть чувствительны к качеству воды, поступающей в водопроводную систему. Чтобы предохранить реле от поломки, нужно позаботиться об установке.

Если скважину обслуживает дорогой и мощный насос, имеет смысл купить электронное реле, чтобы защитить прибор от перегрузок

Регулировочных пружин такие устройства не имеют, поэтому не придется периодически перенастраивать прибор из-за того, что они ослабли. Да и саму настройку выполнить значительно проще. Сначала нужно изучить инструкцию.

После первого подключения к сети некоторые модели включаются с задержкой на 15 секунд. Это не поломка, просто прибор настраивается.

В дальнейшем отключение насоса может выполняться также с задержкой около 7-15 секунд. Это нужно, чтобы насос отключался реже, если за этот короткий период давление опять возрастет. Электронную модель такого контроллера можно использовать в комплекте с насосной станцией, уже имеющей реле давления.

Здесь верхний предел выставляют на этом встроенном приборе. А давление включения устанавливается регулировкой электронного реле. Питание подключают сначала к электронному устройству, затем контакты переводят на реле станции, после чего запитывают насос.

Если электронное реле подключают к гидроаккумулятору, настройку выполнить проще. На реле задается нижний предел, который должен быть немного выше аналогичных данных, указанных на корпусе насоса. Отключается поток воды после того, как в системе будет достигнут максимальный напор, который зависит от мощности насоса.

Место установки электронного реле выбирают между насосом и перед первой точкой забора воды из системы. Следует учесть направление движения воды, обозначенное стрелкой.

Если устройство используется с насосом мощностью более 10 атм, рекомендуется перед электронным реле поставить редуктор давления, чтобы избавить прибор от ненужных нагрузок.

При подключении электронного реле к станции нужно сначала запитать прибор, потом – механическое реле, после этого включить в цепь насос

Если существующие настройки не подходят, их можно изменить. Для этого нужно отверткой подкрутить соответствующий винт или использовать другие элементы настройки, описанные в инструкции. Между максимальным давлением, которое может обеспечить насос, и минимальным показателем электронного реле должна быть разница не менее 0,6 атмосфер.

Для уплотнения резьбового соединения такого прибора лучше всего использовать тефлоновую ленту. В электронных реле давления обычно имеется встроенный клапан. Этот момент следует учесть, когда опустошают водопровод.

Перед первым пуском реле нужно сначала заполнить подающую магистраль водой, затем подать на устройство электропитание, после этого нужно открыть кран.

О срабатывании режима защиты от “сухого хода” обычно сигнализирует включение красного светодиода на корпусе. Для перезагрузки системы следует нажать кнопку “reset”, конечно, предварительно устранив причины возникновения опасной ситуации.

Выводы и полезное видео по теме

Настройка стандартной механической модели представлена здесь:

В этом ролике подробно описан порядок настройки и особенности эксплуатации электронного реле давления на примере модели BRIO 2000:

Реле давления – прибор исключительно полезный. Однажды разобравшись с его настройкой, можно будет регулярно корректировать состояние напора в водопроводной системе и надежно защитить насос и прочее оборудование от возможных поломок.

Возникли вопросы, или есть желание поделиться личным опытом выбора, установки и использования реле давления? Пожалуйста, оставляйте комментарии к статье и участвуйте в обсуждениях – блок для связи расположен ниже.

Электронный регулятор давления воды для насоса

Приобретая комплект насосного оборудования, владелец получает реле давления воды для насоса. Устройство замечательно тем, что позволяет наполнить гидробак в автоматическом режиме, избавляя хозяина от лишних хлопот. При этом не стоит забывать, что электронный регулятор давления требует внимания: правильно подключить, настроить под потребности конкретной системы водоснабжения и время от времени следить за состоянием реле не помешает. Пренебрежение простыми правилами приведет к поломке всей станции.

Обзор необходимых понятий

Чтобы разобраться в устройстве, необходимо понимать все функциональные возможности элемента. Посредством регулятора включается и отключается устройство подачи воды в накопитель. При этом профессионалы советуют запомнить следующие обозначения:

1. Давление включения/нижнее (Рвкл), которое замыкает контакты реле для насоса погружного или скважинного типа. Назначение: включение реле и поступление потока жидкости в бак. Настройка от производителя стандартная составляет не более 2,5 -3 бар;
2. Перепад давления (ΔР)— это разница показателей между входным и выходным значением. Цифра должна быть не более допустимого напора выключения, при котором станция может прекратить свою работу. Стандартные настройки составляют не более 5 бар;
3. Гидроаккумулятор или накопительный бак – резервуар, оснащенный резиновой «грушей», куда накачивается определенный объем воздуха. Чем больше давление в резиновом элементе, тем сильнее «груша» давит на поток воды, проталкивая жидкость в систему.

Важно! Закачивать воздух в «грушу» можно обычным автомобильным насосом, но строго соблюдая допустимые объемы воздуха.

Немного иначе устроены баки с мембранами: резервуар делится на 2 части мембраной из определенного материала, в одну половину закачивается воздух, который давит на жидкость, поступающую в другую половину бака.

Как проверить давление в баке?

У пользователей часто возникает вопрос: зачем проверять давление? Ответ прост: чтобы настроить регулятор напора воды в баке раз и навсегда. А сделать это можно только зная, что именно показывает прибор нового оборудования. Поэтому, после приобретения насосной станции важно проверить стандартный показатель, предоставленный производителем прибора. Показатель должен быть не менее 1,5 атм. При меньшей цифре насосное оборудование либо очень долго транспортировалось и потеряло часть воздуха, либо есть утечка. Проверка производится автомобильным манометром с частой шкалой.

Рекомендуем к прочтению:

Есть модели насоса, где присутствует свой пластиковый манометр, однако показания часто сбиваются и не могут считаться надежными. Электронные манометры хорошо себя зарекомендовали, но покупать дорогой прибор ради одной настройки регулятора непрактично.

Теперь процесс работы:

1. Снять декоративный колпачок с ниппеля;
2. Подсоединить манометр;
3. Снять показания.

Важно! Чем меньше запас давления в системе, тем больший запас воды можно создать в баке.

Хороший напор потока появляется уже при 1,5 атм., а для дачи или маленького частного дома хватит давления не более 1 атм. Высокий же показатель напора заставляет реле включаться чаще, быстрее изнашивая систему, зато напор будет не меньшим, чем в обычной городской квартире и можно будет принять душ, запустить стиралку. При всех плюсах большого давления, специалисты не советуют перекачивать «грушу», чтобы не испортить гидроаккумулятор, но и недокачивать до 1 атм., также не стоит. Определив один раз приемлемый уровень показателя, проще всего придерживаться именно этой цифры, время от времени подкачивая или стравливая объем воздуха.

Правильная настройка реле давления

Чтобы настроить реле давления, нужно выполнить следующие действия:

Рекомендуем к прочтению:

1. Снять крышку, увидеть две пружины, оснащенные гайками: большую и малую;
2. Поворотом большой гайки отрегулировать нижнее давление;
3. Поворотом малой гайки выставить разницу показателей.

Важно! Точка отсчета – положение большой пружины, по которому выставляется малая.

4. Подключить бак к системе и включить работу насоса для воды. При этом обязательно наблюдать показания манометра.

Теперь остается лишь совместить цифры с допустимыми уровнями давления, указанными в паспорте прибора и просмотреть нормы расхода воды. Настраивая реле лучше не превышать границы норм, чтобы минимизировать поломку прибора. Предельной точкой напора считается цифра, когда давление расти перестало.

Обычные бытовые насосы не обладают достаточной мощностью для закачки бака с превышением предельных значений, допустимая разница составляет до 2 атм., что обеспечивает оптимальную эксплуатацию техники. И как только манометр покажет нужное количество атмосфер в нижнем давлении, станцию нужно отключать. Теперь важно отрегулировать реле давления:

• Осторожно вращательными движениями поворачивать гайку малой пружины до тех пор, пока механизм не включится в работу;
• Открыть воду, чтобы она полностью вытекла из системы;
• Как только заработает электронный регулятор давления, нижнее значение будет достигнуто;
• Выровнять большую гайку для фиксации нижнего предела давления и снова включить насос, ожидая подъема давления до нужного нижнего уровня;
• Подстроить малую гайку и теперь гидроаккумулятор уже полностью готов к работе.

Важно! Давление при запуске насоса в работу не может быть ниже, чем на 0,1-0,3 атм. показаний давления в пустом гидробаке.

В заключение

Покупка насоса для воды – дело достаточно простое, если вы заранее определились с функционалом и объемом работ. И чем точнее будет настроено электронное реле, тем дольше прослужит оборудование, причем без дальнейшего вмешательства со стороны пользователя. Если комплектация насоса не включает наличие реле, отдать предпочтение именно электронному варианту будет намного практичнее:

1. Как и механическое устройство, электронный компонент может быть подстроен вручную;
2. В отличие от механического реле, электронное не сбивается в настройках и сохраняет параметры в случае длительных простоев оборудования;
3. Электронный компонент с преобразователем работает с любыми типами насосов;
4. Обладает функцией тонкой настройки давления включения/выключения;
5. Поддерживает постоянный уровень показаний вне зависимости от напора воды.

Считается, что электронное реле дороже и сложнее в управлении, но при должном терпении настроить показания получится даже у начинающего мастера. А цена окупится безупречным функционалом прибора и постоянным комфортным напором в насосной станции.

Регулятор давления и протока EUROPRESS

Добрый день, уважаемые читатели блога nasos-pump.ru

Регулятор давления и протока

В рубрике «Принадлежности» рассмотрим регулятор давления и протока EUROPRESS. Регулятор давления и протока EUROPRESS с защитой от «сухого хода» предназначен для автоматического контроля давления в автономных системах водоснабжения без монтажа дополнительного бака гидроаккумулятора и реле давления. Устройство включает насос в работу при начале разбора воды и выключает его при закрытии всех водоразборных кранов. Давление включения насоса в работу составляет 1,5 бара. Регулятор EUROPRESS останавливает насос в случае отсутствия протока воды, предохраняя тем самым его от работы в режиме «сухой ход». После устранения причин остановки достаточно нажать на красную кнопку Restart (повторный запуск) для возобновления нормальной работы насоса. При временном отключении электроэнергии, устройство запускает в работу насос автоматически при её подаче. Благодаря наличию буферной емкости исключается возможность гидравлических ударов при включении и выключении насоса. Рабочей средой систем, где используется данное оборудование, должна быть вода.

 Технические характеристики, устройство и принцип работы регулятора

 Основные технические характеристики регулятора давления ипротока EUROPRESSуказаны в таблице 1.

 

Напряжение питания	~ 230 В, 50-60 Гц
Максимальный перепад напряжения питания	+/-10%
Номинальный ток максимум	8 А
Максимальное допустимое давление	10 бар
Максимальная температура воды	65°С
Вид защиты	IP 65
Подключение всасывающий и напорный патрубки	R 1”

Таблица 1

Конструктивно регулятор давления выполнен в корпусе из пластика. На (рис. 1) показаны основные элементы и панель управления. 

Устройство реле EUROPRESS

Регулятор имеет небольшую буферную емкость позволяющую избежать гидравлических ударов при включениях и отключениях насоса. Наличие в регуляторе EUROPRESS буферной емкости позволяет использовать насос без монтажа гидроаккумулятора. Буферная емкость состоит из трех основных частей: крышка буферной емкости (поз. 1), пружина (поз. 2) и мембрана со штоком (поз. 3). Крышка буферной емкости крепится к корпусу регулятора (поз. 4) при помощи винтов (поз. 10). Корпус регулятора давления – это центральный элемент конструкции. Он имеет подсоединительные патрубки (поз. 5), при помощи которых EUROPRESS монтируется в систему водоснабжения. В корпусе находится обратный клапан (поз. 6) и выключатель протока (поз. 7). Если через регулятор идет проток жидкости, то выключатель протока находится в верхнем положении. Когда по какой-то причине проток жидкости останавливается, выключатель протока опускается вниз и тем самым подается команда на отключение насоса. На корпус устройства устанавливается электронная плата (поз.  8) с пластиковым кожухом (поз. 9). На корпус электронной платы крепится панель управления (поз. 11). На панели управления находится индикаторные лампочки: зелёная лампочка Power on (наличие напряжения) (поз. 12), жёлтая лампочка Pump on (насос включен) (поз. 13). При подсоединении регулятора в электрическую сеть зажигаются зелёная лампочка Power on (наличие напряжения) и жёлтая лампочка Pump on (насос включен), сигнализирующая о том, что на насос подается напряжение питания. Если в течение 7 – 8 секунд насос не создал нужного давления и поплавковый выключатель протока не передвинулся в верхнее положение, то желтая лампочка гаснет и устройство уходит в аварию. Для повторного запуска регулятора протока необходимо нажать и удерживать нажатой красную кнопку Restart (повторный запуск) до момента появления протока жидкости через регулятор. Когда разбор воды прекратится, устройство отключает насос и остаётся в состоянии ожидания горит зелёная лампочка, сигнализирующая о том, что регулятор готов к работе. При разборе воды, когда давление в системе падает ниже 1,5 бар, регулятор включает насос в работу. Насос будет находится в рабочем состоянии до тех пор, пока не прекратится разбор воды. При прекращении разбора воды, регулятор восстанавливает максимальное давление создаваемое насосом, и возвращается в режим ожидания. Если в процессе разбора воды ее окажется недостаточно, то регулятор перейдет в режим авария, произойдет остановка насоса по режиму «сухой ход». После устранения причин остановки достаточно нажать красную кнопку Restart (повторный запуск) чтобы возобновить нормальную работу оборудования. При отключении электроэнергии, регулятор давления запускается автоматически в работу при её подаче.

 Монтаж регулятора EUROPRESS

На (рис. 2) изображена схема монтажа регулятора давления и протока EUROPRESS. 

Схема монтажа EUROPRESS

При монтаже регулятора необходимо обратить внимание на следующее:

1. Регулятор EUROPRESS монтируется в вертикальном положении (рис.2 поз. 6). Стрелка на корпусе указывает направление протока жидкости.
2. Регулятор давления необходимо монтировать сразу же за насосом на подающем трубопроводе (поз. 4).
3. Для исключения попадания в устройство посторонних частиц, на всасывающем трубопроводе (поз. 3) непосредственно перед насосом необходимо установить фильтр отстойник (поз. 2).
4. Давление, создаваемое насосом должно превышать, как минимум, на 1.0 бар значение давления выключения насоса. В случае, когда давление насоса не достигнет вышеуказанных параметров, насос либо блокируется, либо не останавливается
5. Между напорным патрубком насоса и местом монтажа регулятора EUROPRESS на подающем трубопроводе не должно быть никаких потребителей (поз. 5). Все точки разбора воды должны находиться за регулятором.
6. Для более удобного монтажа, а также уменьшения передачи вибрации на подающий трубопровод, необходимо подсоединить выход с регулятора давления к системе водоснабжения при помощи гибкого шланга (поз.  8).
7. Высота водяного столба «Н max», не должна превышать значения, 15 метров. Если высота водяного столба в самой верхней точке разбора воды превышает значение 15 метров, то необходимо монтировать регулятор на таком расстоянии, чтобы не превысить эту точку. Если высота водяного столба превышает указанную отметку, то насос запускается, но не перезапускается или не останавливается.
8. Если давление на входе в устройство EUROPRESS превышает 10 бар (1 МРа), то между насосом и регулятором необходимо установить редуктор давления.
9. Для проверки реального напора создаваемого насосом, на выходе из регулятора давления необходимо установить шаровый кран и манометр.
10. Перед первым пуском автономной системы водоснабжения с регулятором давления, необходимо убедиться в том, что насос и всасывающий трубопровод заполнены водой, и в период первого пуска не возникнет никаких проблем с нормальной работой насоса.

Электрическое подключение

Все электрические подключения должны производиться квалифицированным электриком при соблюдении правил установки и эксплуатации оборудования (ПУЭ). Необходимо убедиться в том, что подводимое напряжение электрической сети к регулятору соответствует напряжению 230 В, 50 — 60 Гц. Насос, к которому будет подключено устройство, смонтирован в сухом и защищенном от мороза и влаги месте. Однофазные насосы мощностью 1,5 кВт (2 НР) подключаются к регулятору давления и протока EUROPRESS, напрямую. Для этого вилку Шуко от насоса необходимо подключить в розетку от реле протока. На (рис 3) приведена схема подключения к регулятору давления насоса с трехфазным двигателем. Для этого используется промежуточный контактор (пускатель) (поз.2). 

Схема подключения

Очень важно чтобы регулятор EUROPRESS был подключен к розетке запитанной через УЗО (устройство защитного отключения) с током утечки 30 мА. Все оборудование должно быть заземлено. В случае демонтажа или ремонта регулятора, необходимо отключить его от сетевого напряжения питания.

 Эксплуатация обслуживание и ремонт регулятора

 При соблюдении всех норм и правил монтажа, электрического подключения и эксплуатации регулятор давления и протока EUROPRESS не требует специального обслуживания и ремонта. Для нормальной эксплуатации регулятора необходимо использовать только чистую воду, не содержащую песка или грязи.

 Спасибо за проявленный интерес.

P.S. Понравился пост? Порекомендуйте его своим друзьям и знакомым в социальных сетях.

Еще похожие посты по данной теме:

Автоматика для насоса и системы управления насосными установками

Реле давление для насоса (6)

Электронное реле для насоса (21)

Блоки и шкафы управления (5)

Частотные регуляторы для насоса (5)

Сортировать:
По умолчаниюПо имени (A — Я)По имени (Я — A)По цене (возрастанию)По цене (убыванию)По рейтингу (убыванию)По рейтингу (возрастанию)По модели (A — Я)По модели (Я — A)

Показывать:
16255075100

Электронный блок автоматического регулирования подачи
воды и защиты
от сухого хода насоса PC-58. Р..

В наличии

2 560.00 р.

Электронный блок автоматического регулирования подачи воды и защиты от сухого хода насоса с кабелем ..

В наличии

1 824.00 р.

Электронный блок автоматического регулирования подачи воды и защиты от сухого хода насоса Brio 20..

В наличии

2 050.00 р.

Электронный блок автоматического управления и регулирования включения и выключения насоса Brio Tank ..

В наличии

4 687.00 р.

Автоматический регулятор подачи воды и защиты от сухого хода EASY PRESS 1M 1.5, производство комп..

В наличии

5 986.00 р.

Автоматический блок электронного регулирования подачи воды и защиты от сухого хода PRESSDRIVE 05 ..

В наличии

7 008.00 р.

Блок автоматического электронного регулирования подачи воды и защиты от сухого хода Kit 02 AM, пр..

В наличии

6 935.00 р.

Блок автоматики для поддержания давления в насосных станций и установках PM/5G-3W, производство к..

В наличии

960.00 р.

Реле поддержания давления для насосных станций и установок PM/5-G с американкой, производство ком..

В наличии

803.00 р.

Частотный преобразователь однофазного насоса Sirio Entry 230, производство концерна «Italtec..

В наличии

26 094.00 р.

Частотный регулятор для управления однофазным насосом Юнипамп «Варуна» российского производства. Час..

В наличии

20 640.00 р.

Показано с 1 по 11 из 11 (всего 1 страниц)

Блок управления водяным насосом (скважинный, погружной, колодец)

В данных категориях предложен выбор автоматики для водяных насосов и насосных станций (установок), а так же для других применений по автоматизации работы погружных и поверхностных насосов в бытовых и промышленных сферах.

Автоматика разбита по следующим возможностям:

• Механическое реле давление для управления насосами для воды
• Электронное реле для управления погружными и поверхностными насосами
• Блоки и шкафы для защиты и управления водяными насосами
• Частотные регуляторы управления плавного пуска насоса

как установить и настроить, инструкция со схемами, фото и видео

В комплекте с насосной станцией владелец дома или дачи получает реле давления воды для насоса. Оно позволяет наполнять гидробак автоматически, избавляя хозяев от лишних хлопот, но требует самого внимательного отношения. Дело в том, что этот ключ необходимо, во-первых, правильно подключить, а во-вторых — выполнить регулировку для потребностей конкретного дома и его водопроводной системы. Пренебрежени этими важными моментами может привести к поломке всей насосной станции, а также к снижению сроков ее эксплуатации. Перед подключением и настройкой оборудования необходимо разобраться в принципах работы устройства и гидроаккумулятора.

Назначение, устройство и принцип работы

Реле — это основной элемент для регулировки подачи воды в насосной системе. Благодаря ему осуществляется включение и выключение всей системы насосного оборудования.

Именно этот узел в системе водоснабжения отвечает за напор воды. Благодаря реле, происходит баланс между большой ее подачей и слабой.

Реле устроено на принципе размыкания контактной группы при изменении напора воды. Оно непосредственно соединяется с насосом с помощью выходных контактов. На схеме, представленной ниже, показаны основные узлы устройства реле подачи давления воды.

Схема реле давления воды

Два сетевых контакта служат для электрического запуска устройства. С помощью насосной контактной группы срабатывает включение и выключение реле. На верхней части устройства располагаются две гайки. Они предназначены для регулировки подачи давления. Каждая гайка отвечает за силу давления воды в системе. При регулировании реле всегда следует помнить, что отключение устройства должно срабатывать при среднем давлении подачи воды в насосе. Гайка настройки дифференциала регулирует подачу воды между большим и малым давлением.

С помощью реле автоматически регулируется включение и отключение устройства, подающего воду в гидробак. При этом специалисты используют ряд понятий, таких как:

1. Давление включения или нижнее давление (Рвкл), при котором контакты реле для погружного или скважинного насоса замыкаются, устройство включается и в бак начинает поступать вода. Стандартные настройки производителя — 1,5 бар.
2. Давление выключения или нижнее давление (Рвыкл), при котором контакты устройства размыкаются и насос выключается. Стандартные настройки производителя — 2,5-3 бар.
3. Перепад давления (ΔР) — разница предыдущих двух показателей.
4. Максимально допустимый показатель выключения, при котором насосная станция может быть отключена. Стандартные настройки производителя — 5 бар.

Гидроаккумулятор же представляет собой бак, в который встроена дополнительная резиновая ёмкость, именуемая «грушей». В эту «грушу» через самый обычный автомобильный ниппель накачивают некоторое количество воздуха. Чем выше давление в «груше», тем сильнее она давит на скопившуюся в баке воду, выталкивая её в водопроводную систему. Таким образом обеспечивается напор воды, достаточный для комфортного использования.

Несколько иначе устроены мембранные гидроаккумуляторы, однако их принцип работы примерно такой же. Бак разделяют на две части специальной мембраной, по одну сторону которой находится вода, по другую — воздух, который давит на воду и т. д.

Классификация реле

Реле бывает двух видов по принципу работы — механическое и автоматическое. При покупке этого механизма нужно учесть, какие функции должен выполнять этот прибор.

Кроме этого, автоматические реле хоть и более легки в эксплуатации, но менее долговечны, чем механические. Поэтому большинство покупателей останавливаются именно на механическом варианте.

Кроме этого, реле продаются как встроенными внутрь насосной станции или отдельно от него. Поэтому можно по индивидуальным характеристикам подобрать реле, которое улучшит работу всего оборудования.

Механического типа

• Механическое реле давления SQUARE с защитой сухого хода. Давление, вырабатываемое этим устройством, составляет от 1.3 до 5 бар. Необходимая сила тока для эффективной работы реле составляет 10 А.
• Реле давления Cristal. Сила тока, необходимая для работы данного устройства, 16 А. Допустимый предел давления в водопроводной системе составляет 4.5 бар.

Электронные

Электронные реле более подвержены поломкам из-за того, что при подаче воды в ней появляются разные мелкие частицы, которые и выводят из строя оборудование. Чтобы этого не случилось, на входе подачи ставится специальный фильтр, которые очищает воду и не предотвращает поломку прибора. Электронное устройство лучше механического тем, что оно не допускает холостой работы насосной станции.

Электронные реле после нажатия кнопки для отключения подачи воды работает еще в течение 16 секунд. Эта функция необходима для того, чтобы устройство работало более продолжительное время.

Электронное реле проще установить и настроить. Чтобы перенастроить его работу, всю систему не нужно разбирать, требуется просто настроить на электронном табло при помощи соответствующих кнопок необходимые параметры.

• Реле давления PS-15A с сухим ходом. Этот электронный прибор работает в диапазоне давления от 1 до 5 бар. Сила тока составляет 12 А. Кроме перечисленных характеристик, устройство имеет встроенные заводские настройки и полную защиту от сухого хода.
• Реле давления PS-2-15. Имеет заводские настройки и защиту от сухого хода. Возможный предел давления в водопроводной системе 5.6 бар, сила тока 10 А.

Установка и подключение реле: инструкция

Чтобы установить реле, нужно произвести вначале механическую сборку всей системы, затем следует подключить эти устройства к электрической сети.

Электрическая часть

По данной схеме подключить к клеммам Л1 и Л2 электрические провода к общей сети. К клеммам М подключить клеммы насоса, и к соответствующим клеммам подсоединить заземление.

Провода нужно подсоединить к специальным клеммам

Затем выполнить работы по представленной ниже схеме подключения электрической и механической части данного соединения.

После подключения механической части нужно подключить электрику

Но такая система подключения не спасает насосную станцию от режима сухого хода. Поэтому следует установить насос в правильном положении, т. е. на порядок выше расположенного обратного клапана.

Система, подключенная по такому принципу, будет работать в защищённом режиме

Это немного другой вариант установки домашнего агрегата. Но если всю установку осуществить в соответствии с этой схемой, насос будет работать в защищенном режиме, то есть будет исключен режим работы насоса без поступления воды.

Этот принцип работы насосной станции спасет всю водопроводную систему от быстрого износа и полного выхода из строя.

Надо соблюдать все правила и инструкции по подключению насосного оборудования. В первую очередь нужно определить требуемый напор воды и на основе этого показателя подбирать реле.

1. От щитка подходит кабель с цельной жилой сечением не менее 2,5 кв. мм или ПВС 3х1,5. Параметры зависят от характеристик насоса и могут подбираться по току.

   Реле давления подключается к двум системам: электрической и механической

2. Провода заводите в специальные вводы на обратной стороне корпуса. Внутри расположена клеммная колодка с контактами: заземление — подключаются проводники от щитка и насоса; клеммы line — к ним подключается фазный и нулевой провод от щитка; клеммы для таких же проводов от насоса.

   Внутри расположена клеммная колодка

3. Подведите провода и зафиксируйте в клеммах.

   Прижмите провода в клеммах

4. Закройте крышку реле. Установка завершена, при необходимости проведите регулировку.

   Закройте реле крышкой и зафиксируйте болтами

Видео: как установить контроллер давления

Проверка давления в системе водоснабжения с помощью манометра

Сразу же после покупки насосной станции необходимо проверить показатели, которые заданы в гидробаке производителем. Обычно этот показатель равен 1,5 атмосферы. Однако в процессе хранения и транспортировки утечка из бака части воздуха — явление совершенно обычное.

Для проверки рекомендуется использовать автомобильный манометр с как можно менее градуированной шкалой, чтобы обеспечить точность измерения. Некоторые модели насосных станций комплектуются пластиковыми манометрами, но практика показала, что они ненадежны и точных показателей давления в гидробаке не дают. Ещё один вариант — электронные манометры, показания которых во многом зависят от уровня заряда батареи и окружающей температуры. Учитывая высокую стоимость электронных манометров и крайнюю ненадежность китайских пластиковых изделий, специалисты рекомендуют выбрать обычный механический автомобильный манометр, заключенный в металлический корпус.

Для настройки реле давления насоса лучше всего использовать механический манометр

Чтобы проверить давление в гидроаккумуляторе, необходимо снять декоративный колпачок, под которым срыт ниппель, подсоединить к нему манометр и снять показания. Чем меньше давление, тем больше запас воды можно в нем создать. Для создания достаточно большого напора воды приемлемым показателем считается давление в 1,5 атм. Но и одной атмосферы вполне хватит для того, чтобы обеспечить бытовые нужны небольшого дома.

При высоком давлении насос включается чаще, а значит, изнашивается быстрее, однако напор воды в системе создается примерно такой же, как в городской водопроводной системе. Это позволяет, например, использовать душ с гидромассажем. При низком давлении насос изнашивается меньше, но максимальный комфорт, который можно себе позволить — обычная ванна, наполненная горячей водой, но никак не прелести джакузи.

Обратите внимание, что специалисты не советуют чрезмерно перекачивать гидробак или снижать давление до показателя менее одной атмосферы. Это может привести к недостаточному запасу воды в гидроаккумуляторе, либо к повреждению резиновой «груши».

После того, как выяснены эти нюансы, воздух в гидробак либо подкачивают, либо стравливают его, пока не будет достигнут необходимый показатель.

Как правильно отрегулировать (с гидроаккумулятором)

Перед настройкой реле необходимо снять крышку, под которой имеются две пружины с гайками: большая и малая. Поворотом большой гайки регулируется нижнее давление в гидроаккумуляторе (Р). Вращая малую гайку, выставляют разницу давлений (ΔР). Точкой отсчёта считается положение большой пружины, с помощью которой выставляется предел нижнего давления.

Перед тем, как начать настройку реле давления для насоса, необходимо снять с устройства верхнюю крышку, которая скрывает большую и малую пружины

После того как в гидроаккумуляторе достигнут необходимый параметр воздуха, бак следует подключить к системе и включить, наблюдая за показаниями водяного манометра. Заметим, что в технической документации для каждого насоса указаны показатели давления рабочего и предельного, а также допустимая норма расхода воды. Не допускается превышение этих значений при настройке реле. Если при работе системы достигнуто рабочее давление гидроаккумулятора или предельное значение насоса, необходимо отключить насос вручную. Предельный напор считается достигнутым в тот момент, когда давление перестает расти.

К счастью, обычные бытовые модели насосов не настолько мощные, чтобы закачать бак до предельных значений. Чаще всего разница между установленными показателями давления включения и отключения составляет 1-2 атмосферы, что полностью обеспечивает оптимальное использование техники.

После того, как водяной манометр покажет необходимое нижнее давление, насос следует отключить. Далее регулировка производится таким образом:

1. Осторожно вращают малую гайку (ΔР) до тех пор, пока механизм не начнёт работать.
2. Открывают воду, чтобы полностью освободить систему от воды.
3. Когда произойдёт включение реле, будет достигнуто значение нижнего показателя. Обратите внимание, что давление включения насоса должно быть примерно на 0,1-0,3 атмосферы выше, чем показания давления в пустом гидробаке. Это предохранить «грушу» от преждевременного повреждения.
4. Теперь нужно вращать большую гайку (Р), чтобы выставить нижний предел давления.
5. После этого насос снова включают и ожидают, когда показатель в системе поднимется до нужного уровня.
6. Остается подстроить малую гайку (ΔР), после чего гидроаккумулятор можно считать настроенным.

Схема регулировки

Вот схема, которая подойдёт для большинства устройств:

Регулировка реле давления для насоса осуществляется с помощью двух гаек: большой и малой. Обращаться с ними нужно очень осторожно, чтобы не повредить прибор

Видео: как отрегулировать реле для насоса

Помимо первичной настройки при подключении реле к насосу, владельцу дома необходимо периодически проверять работу системы и корректировать настройки. Не реже, чем раз в три месяца специалисты рекомендуют полностью сливать воду из гидробака и проверять давление воздуха, подкачивая необходимое количество или стравливая излишки.

Оцените статью:

Поделитесь с друзьями!

Регулирование экспрессии насоса Са2 + АТФазы саркоплазматического ретикулума и его значение для физиологии и патологии сердечной мышцы | Сердечно-сосудистые исследования

Аннотация

Сердечный саркоплазматический ретикулум (SR) Ca ²⁺ АТФаза (SERCA2a) играет центральную роль в сократимости миокарда. SERCA2a активно транспортирует Ca ²⁺ в SR и регулирует цитозольную концентрацию Ca ²⁺ , нагрузку SR Ca ²⁺ , а также скорость сокращения и расслабления сердца.В сердце активность насоса SERCA регулируется двумя белками с небольшой молекулярной массой: фосфоламбаном (PLB) и сарколипином (SLN). Снижение уровней экспрессии SERCA2a наблюдается при различных патологических состояниях. Кроме того, сообщалось об измененной экспрессии PLB и SLN при многих сердечных заболеваниях. Таким образом, SERCA2a является основным регулятором внутриклеточного гомеостаза Ca ²⁺ , и изменения в экспрессии и активности насоса SERCA вносят вклад в снижение содержания SR Ca ²⁺ и сердечную дисфункцию во время патогенеза.В этом обзоре мы обсуждаем механизмы, контролирующие экспрессию и активность насоса SERCA как при нормальной физиологии, так и при патологических состояниях.

1. Введение

Молекулярные механизмы, регулирующие сократимость сердца, были предметом интенсивных исследований в течение нескольких десятилетий. В связи с этим транспорт Ca ²⁺ в саркоплазматическом ретикулуме (SR) привлек большое внимание из-за его центральной роли в регуляции сердечной функции при здоровье и болезнях.Сердечный SR представляет собой внутриклеточную мембранную сеть, которая окружает сократительный аппарат. Он служит не только резервуаром Ca ²⁺ для высвобождения Ca ²⁺ , но также активно поддерживает цитозольную концентрацию Ca ²⁺ во время сокращения-релаксации. Во время сцепления с возбуждением-сокращением (ЕС-сцепление) вход Ca ²⁺ через канал Ca ²⁺ L-типа активирует высвобождение Ca ²⁺ из SR-хранилищ Ca ²⁺ через рецептор рианодина. ^1–4 Это повышает цитозольный Ca ²⁺ и инициирует сокращение мышц, а концентрация свободного цитозольного Ca ²⁺ определяет степень сокращения мышц и, следовательно, развитие силы. Последующее удаление цитозольного Ca ²⁺ сарко (эндо) плазматической помпой Ca ²⁺ АТФазы (SERCA) и сарколеммальными переносчиками Ca ²⁺ приводит к расслаблению мышц. Скорость расслабления мышц в значительной степени определяется обратным захватом Ca ²⁺ в SR посредством SERCA2a. ^4–7 В сердце активность насоса SERCA2a регулируется двумя белками с малой молекулярной массой: фосфоламбаном (PLB) ^7–14 и сарколипином (SLN). ^8,11,14–17 Цель этого обзора — обсудить механизмы, контролирующие активность насоса SERCA как при нормальной физиологии, так и при патологических состояниях. Основной упор будет сделан на понимание роли PLB и SLN в регулировании насоса SERCA.

2. Регуляция экспрессии SERCA2a

2.1. Экспрессия SERCA2a во время развития сердца

SERCA2a (кодируется геном SERCA2 ) является основной изоформой, экспрессируемой в развивающемся сердце и в сердце взрослого млекопитающего. Хотя альтернативная изоформа SERCA2b экспрессируется в сердце, ее уровни существенно не изменяются во время развития сердца. Интересно, что изоформа SERCA1a, обнаруженная в быстро сокращающихся скелетных мышцах, никогда не экспрессируется в сердце. ^6,18–20 Во время развития сердца SERCA2a экспрессируется в сердечной трубке (10 дней после полового акта) еще до того, как развивается функциональный SR, и его уровень увеличивается в несколько раз на протяжении всего развития.Во взрослом сердце SERCA2a является преобладающей изоформой, представляющей самый распространенный белок в мембране SR. ^21–24 Постнатальное увеличение помпы SERCA сопровождается сокращением времени релаксации в сердце взрослого человека по сравнению с желудочком новорожденного. ²⁵ Кроме того, существуют специфичные для камер различия в уровнях экспрессии SERCA2a. У грызунов уровень белка SERCA2a примерно в два раза выше в предсердиях по сравнению с желудочком, ^26,27 , и более высокие уровни SERCA помпы могут объяснять, по крайней мере частично, более короткую продолжительность сокращения в предсердиях по сравнению с предсердиями.желудочковая ткань. ²⁸ Уровни экспрессии SERCA2a также изменяются во время старения. Сообщалось о снижении содержания и активности SERCA2a со старением на животных моделях и в стареющем миокарде человека. ^23,29–32 В стареющих сердцах крыс наблюдалось снижение уровней помпы SERCA (∼30–40%) и активности. Это снижение было связано с увеличением времени сокращения и угнетением функции миокарда. Аналогичным образом было обнаружено, что уровни белка SERCA2a значительно снижены в стареющем миокарде человека. ³¹ Это снижение уровней SERCA2a было связано с нарушением функции миокарда на исходном уровне и дополнительно усугублялось гипоксическими состояниями. ³¹

2.2. Гормональная регуляция экспрессии SERCA2a

Изменения гормональных состояний также могут изменять уровни SERCA и его транспортную активность Ca ²⁺ . Хорошо задокументировано, что гормон щитовидной железы (Т4) является мощным регулятором экспрессии насоса SERCA и сократимости сердечной мышцы.Гипотиреоз у животных вызывает уменьшение белка SERCA2a и увеличение PLB, тогда как гипертиреоз увеличивает уровни SERCA2a, но снижает экспрессию PLB. ^24,33–35 Повышение экспрессии SERCA согласуется с повышенной скоростью захвата Ca ²⁺ и улучшенной сердечной функцией, наблюдаемой при гипертиреозе у взрослых сердец. ³⁶ Интересно, что существует очень тесная корреляция между зависимостью от Ca ²⁺ захвата Ca ²⁺ и соотношением PLB и SERCA2a в гипотиреоидном, эутиреоидном и гипертиреоидном сердце, и это определяет сократительные параметры сердца. сердце. ^6,36 Интересно отметить, что экспрессия SERCA и PLB регулируется антитетически в ответ на изменения уровней гормонов щитовидной железы, что способствует более быстрому или более медленному захвату Ca ²⁺ .

2.3. Уровни SERCA2a изменяются во время патофизиологии сердца

Поскольку SERCA2a-опосредованный транспорт Ca ²⁺ отвечает за эффективное расслабление мышц и поддержание запасов SR Ca ²⁺ , экспрессия и активность насоса SERCA широко изучались при сердечной недостаточности с использованием экспериментальных моделей животных перегрузка до сердечной недостаточности, вызванной кардиостимуляцией) и в тканях сердца в результате сердечной недостаточности в конечной стадии у человека.Эти исследования в совокупности показали, что транспорт SR Ca ²⁺ снижается при сердечной недостаточности. ^{5,18,33,35,37–41} Уровни мРНК SERCA2a и белка были снижены при сердечной недостаточности человека. ^{5,18,33,38,41–43} В некоторых исследованиях было обнаружено, что уровни экспрессии SERCA2a не изменились ^44,45 , несмотря на снижение транспортной функции SR Ca ²⁺ . Следует отметить, что существует значительная гетерогенность в уровне экспрессии SERCA при сердечной недостаточности, и это можно объяснить множеством факторов, включая изученные модели на животных, методологические различия и тяжесть заболевания, а также лекарственное лечение, возраст. , и пол.Несмотря на это, открытие того, что перенос гена SERCA2a может улучшить мышечную функцию и спасти сердечную недостаточность, предоставило дополнительную поддержку того, что опосредованный SERCA2a транспорт Ca ²⁺ играет критическую роль в патофизиологии сердечной недостаточности. ^46,47

2.4. Энергетика и активность SERCA2a во время болезненных состояний

Транспортная АТФаза Ca ²⁺ является вторым по величине потребителем АТФ после миозиновой АТФазы, и поэтому на активность SERCA2a могут влиять изменения в энергетике и поступлении АТФ. ⁴⁸ Хорошо известно, что высокие концентрации АТФ вызывают множество аллостерических эффектов, поскольку высокие концентрации АТФ ускоряют ионные насосы и пассивные потоки ионов через мембранные каналы. В сердце с дефицитом энергии активность SERCA будет снижена из-за снижения энергии активации, и это может повлиять на скорость поглощения Ca ²⁺ и расслабление мышц. Во время сердечной недостаточности возникает повышенная потребность в энергии из-за плохой насосной функции и повышенной симпатической активности. ^48,49 Данные показывают, что общий пул фосфокреатина (PCr) в поврежденном миокарде примерно на 60% ниже, и, таким образом, наблюдается снижение отношения PCr к АТФ. ⁵⁰ Хотя уровни АТФ резко не снижаются, уменьшение поступления ПЦр может ограничивать скорость регенерации АТФ, тем самым влияя на пулы АТФ вокруг миофибриллярного пространства. Кроме того, синтез АТФ посредством SR-зависимого гликолиза обеспечивает готовую доставку АТФ для транспорта SR Ca ²⁺ , и снижение гликолиза может повлиять на активацию насоса SERCA и кинетику ферментов.SR Ca ²⁺ АТФаза, по сути, кажется наиболее чувствительной АТФазой в ответ на снижение свободной энергии, высвобождаемой при гидролизе АТФ (Δ G _{∼ p} ), и исследования показывают снижение Δ G _∼p может напрямую приводить к дефектам сцепления ЭК и сократительной функции. ^51,52 Na – K-АТФаза также стимулируется аллостерическим эффектом АТФ, и ослабление этого эффекта (из-за падения концентрации АТФ во время ишемической болезни сердца) приведет к увеличению внутриклеточного Ca ²⁺ и может способствовать развитию Ca ²⁺ экструзия через обменник Na / Ca, но в то же время нарушает релаксацию.Следовательно, подходы, направленные на улучшение дефектного связывания ЭК без активации рецепторных медиаторных путей (таких как β-адренергический путь), могут быть многообещающими. Интересно, что увеличение уровней SERCA путем переноса аденовирусного гена у крыс с сердечной недостаточностью было связано с улучшением энергетики с увеличением отношения PCr / ATP. ^53,54 Это открытие подтверждает гипотезу о том, что восстановление связи EC может действительно улучшить энергетику.

3.Трансгенные подходы к пониманию роли насоса SERCA в физиологии сердца

Чтобы понять, полезны ли повышенные уровни SERCA для функции сердца, несколько групп разработали модели трансгенных (TG) животных, которые экспрессируют более высокие уровни насоса SERCA в сердце. Исследования на моделях TG мышей, сверхэкспрессирующих SERCA2a или SERCA1a в сердце, продемонстрировали, что избыточная экспрессия насоса SERCA приводит к увеличению транспорта и сократимости Ca ²⁺ . ^5,6,55–58 Сверхэкспрессия изоформы скелетных мышц, SERCA1a, в сердце мышей приводит к чистому увеличению насоса SERCA на 2.В 5 раз по сравнению с контрольными сердцами без ТГ (NTG). ⁵⁹ Однако уровни эндогенного SERCA2a у этих мышей снизились до 50%, что позволяет предположить, что существует предел того, сколько SR может вместить. Мыши с более высокими уровнями SERCA pump показывают нормальную функцию сердца in vivo и и не проявляют сердечной патологии. Избыточная экспрессия насоса SERCA приводила к увеличению транспорта SR Ca ²⁺ , что, в свою очередь, увеличивало скорость сердечных сокращений и расслабления. ^5,6,55–59 Эти исследования, взятые вместе, продемонстрировали, что повышенная экспрессия SERCA хорошо переносится и может использоваться для лечения таких состояний, как сердечная недостаточность, при которых уровни SERCA снижаются.

Модель мыши с нокаутом гена SERCA2 была разработана для изучения эффекта снижения экспрессии SERCA. ^60–62 Нарушение обоих аллелей приводит к летальному исходу, и мыши с нулевым гомозиготным статусом (SERCA2 — / -) умирают на раннем этапе развития. Компенсаторной регуляции SERCA1a или любой другой изоформы не наблюдалось. Гетерозиготные (SERCA2 — / +) мыши доживают до срока и не демонстрируют явной сердечной патологии. Мыши SERCA2 — / +, хотя и демонстрировали пониженные уровни SERCA2 (65% WT сердец), поддерживали гомеостаз Ca ²⁺ и реагировали на β-адренергическую стимуляцию. ^60,61 У мышей SERCA2 — / + при стрессе из-за перегрузки давлением сердечная недостаточность развивалась намного быстрее, чем у контрольных WT. ⁶³ Кроме того, была разработана модель мыши KO, специфичная для изоформ (SERCA2a), экспрессирующая в первую очередь высокоаффинную изоформу SERCA2b. ⁶⁴ У этих мышей обнаруживаются серьезные структурные и функциональные аномалии и развивается кардиомиопатия. Таким образом, эти исследования с использованием TG и моделей животных с нокаутом генов доказали, что уровень насоса SERCA является критическим детерминантом функции поглощения SR Ca ²⁺ , и изменения его уровня могут изменять сократимость. ⁵

4. Фосфоламбан и сократимость сердца

4.1. Фосфоламбан является основным регулятором насоса SERCA

.

Фосфоламбан был впервые идентифицирован в микросомах сердца в качестве основного субстрата для цАМФ-зависимой киназы и регулятора насоса SERCA. ^{7,8,12,65–69} PLB представляет собой фосфопротеин из 52 аминокислот, первичная структура которого высококонсервативна для разных видов. PLB экспрессируется на более высоких уровнях в сердце по сравнению с медленными сокращениями и гладкими мышечными тканями.PLB является основным посредником β-адренергических реакций в сердце. Хорошо задокументировано, что фосфорилирование PLB по Ser-16 и Thr -17 киназами PKA и CAMKII, соответственно, может увеличивать активность насоса SERCA. ^{7,8,12,65–70} Исследования показали, что дефосфорилированный PLB действует как ингибитор (тормоз) насоса SERCA, и что фосфорилирование снимает ингибирование и вызывает существенное увеличение транспорта Ca ²⁺ до уровней, увеличенных в четыре раза. сложить или больше. ^{7,8,12,65–69} Таким образом, регуляция насоса SERCA с помощью PLB считается основным механизмом для β-адренергического ответа сердца, а также для усиленного транспорта Ca ²⁺ посредством SR.

4.2. Регуляция экспрессии и фосфорилирования фосфоламбана

Фосфоламбан является ингибитором насоса SERCA. Следовательно, повышение или снижение уровня PLB и / или его статуса фосфорилирования может напрямую влиять на функцию захвата SR Ca ²⁺ и сократимость мышц.PLB экспрессируется как в предсердиях, так и в желудочке, но на более низких уровнях в предсердиях по сравнению с желудочком (, таблица 1, ). Как и SERCA2a, экспрессия PLB также изменяется в различных патофизиологических ситуациях. Экспрессия PLB очень чувствительна к уровню гормонов щитовидной железы. Уровни экспрессии PLB снижаются при гипертиреозе, но повышаются при гипотиреозе, что прямо противоположно тому, что было обнаружено для SERCA2a. Во время гипертиреоза снижение PLB и увеличение экспрессии SERCA приводит к увеличению скорости захвата Ca ²⁺ и усилению сердечной функции. ^{18,24,34,36,71,72} При гипотиреозе наблюдалось обратное. Кроме того, было показано, что экспрессия PLB и его статус фосфорилирования изменяются в условиях заболевания. ⁷³ Зонг и др. . ⁷³ сообщил, что нефосфорилированный PLB был увеличен при диабетической кардиомиопатии, вызванной стрептозотоцином (STZ), и предположил, что увеличение нефосфорилированного PLB вместе со снижением насоса SERCA может значительно повлиять на поглощение Ca ²⁺ и расслабление мышц у диабетическая кардиомиопатия.

Таблица 1

Дифференциальная экспрессия SERCA2a, PLB и SLN в мышечных тканях грызунов

—

+++

Белок .	Скелетная мышца .				Сердечная мышца .		Гладкая мышца .	Немышечные .
.	Быстрое сокращение .		Медленное сокращение .		.	.	.	.
.	Фетальный .	Взрослый .	Фетальный .	Взрослый .	Атрия .	желудочек .	.	.
SERCA 2a	++	—	+	++	++++	+++	+	+
PLB	+	++	++	++++	++	—
SLN	+	+	++	++	+++	+	—	—

—

+++

+++

+++

Белок .	Скелетная мышца .				Сердечная мышца .		Гладкая мышца .	Немышечные .
.	Быстрое сокращение .		Медленное сокращение .		.	.	.	.
.	Фетальный .	Взрослый .	Фетальный .	Взрослый .	Атрия .	желудочек .	.	.
SERCA 2a	++	—	+	++	++++	+++	+	+
PLB	+	++	++	++++	++	—
SLN	+	+	++	++	+	—	—

Таблица 1

Дифференциальная экспрессия SERCA2a, PLB и SLN в мышечных тканях грызунов

—

+++

Белок .	Скелетная мышца .				Сердечная мышца .		Гладкая мышца .	Немышечные .
.	Быстрое сокращение .		Медленное сокращение .		.	.	.	.
.	Фетальный .	Взрослый .	Фетальный .	Взрослый .	Атрия .	желудочек .	.	.
SERCA 2a	++	—	+	++	++++	+++	+	+
PLB	+	++	++	++++	++	—
SLN	+	+	++	++	+++	+	—	—

—

+++

Белок .	Скелетная мышца .				Сердечная мышца .		Гладкая мышца .	Немышечные .
.	Быстрое сокращение .		Медленное сокращение .		.	.	.	.
.	Фетальный .	Взрослый .	Фетальный .	Взрослый .	Атрия .	желудочек .	.	.
SERCA 2a	++	—	+	++	++++	+++	+	+
PLB	+	++	++	++++	++	—
SLN	+	+	++	++	+++	+	—	—

Статус фосфорилирования PLB был исследован как на животных моделях сердечной недостаточности, так и на конечной стадии сердечной недостаточности в миокарде человека. ^74–80 Результаты зависели от модели: одни исследования показали усиление фосфорилирования PLB при сердечной недостаточности, ^74,75 , тогда как другие показали снижение статуса фосфорилирования. ^76,77 Исследования образцов сердечной недостаточности у человека показали снижение фосфорилирования PLB при Ser-16, но не изменили статус фосфорилирования Thr-17, и этот результат хорошо коррелировал со снижением чувствительности SERCA2a к Ca ²⁺ при неудаче. сердца. ^77–81 На основании этих исследований можно сделать вывод, что уровень фосфорилирования PLB может варьироваться в зависимости от тяжести сердечной недостаточности и может зависеть от статуса β-адренергических сигнальных путей в этих моделях.

4.3. Механизм действия фосфоламбана на помпу SERCA

Роль PLB как регулятора транспорта SR Ca ²⁺ была признана давно, но точный механизм действия когда-то был неуловим. Последующая очистка и восстановление PLB в липидных бислоях привело к идее, что PLB может действовать как канал. ⁷ Однако с появлением клонирования генов и технологии мышей TG роль PLB широко изучалась с использованием моделей мышей TG и гена KO. ^{7,8,12,65–69} Модель PLB KO на мышах предоставила первое убедительное доказательство того, что PLB является регулятором β-адренергической реакции в сердце. ⁸² Кроме того, были изучены модели мышей TG, сверхэкспрессирующие различные количества PLB. ^83–86 Эти исследования показали, что PLB регулирует активность насоса SERCA, влияя на сродство насоса к Ca ²⁺ , но не на поглощение Ca ²⁺ на V _max . Кроме того, эти исследования показывают, что соотношение PLB и SERCA является важным детерминантом захвата SR Ca ²⁺ и сократимости сердца.Увеличение отношения PLB к SERCA приводит к максимальному ингибированию насоса SERCA, что приводит к снижению сократимости сердца и развитию сердечной гипертрофии, тогда как потеря PLB в сердцах увеличивает скорость поглощения Ca ²⁺ и запас Ca ²⁺ с повышенными скоростями сокращения и расслабления без явной патологии. Таким образом, потеря PLB у мышей хорошо переносится; однако подобное состояние у человека приводит к дилатационной кардиомиопатии и смерти. ^87,88 Следовательно, вполне вероятно, что у более крупных млекопитающих регулирование насоса SERCA с помощью PLB может быть критическим для увеличения сердечного выброса в несколько раз, как это видно во время частотно-силовой характеристики (FFR).Есть данные, позволяющие предположить, что FFR (который в значительной степени опосредован повышенным циклическим циклом Ca ²⁺ ) притупляется у мелких млекопитающих, тогда как у крупных млекопитающих он в несколько раз выше, одним из возможных объяснений является то, что поглощение SR Ca ²⁺ в несколько раз усиливается в результате деингибирования PLB насоса SERCA у крупных млекопитающих.

Механизм действия PLB на помпу SERCA был тщательно изучен. Обычно считается, что в сердечной SR PLB существует как в виде пентамеров, так и в виде мономеров.Хотя мы не знаем точных условий, которые способствуют превращению пентамера в мономер, пентамеры не могут быть легко диссоциированы на мономеры при нормальных условиях, за исключением кипячения. Таким образом, требуются экстремальные условия для разрушения высокого сродства между мономерами в пентамерном состоянии. Когда уровень цитозольного Ca ²⁺ низкий, мономер PLB взаимодействует с насосом SERCA и подавляет активность насоса, снижая сродство насоса к Ca ²⁺ . Снижение цитозольного Ca ²⁺ в сочетании с низким сродством к Ca ²⁺ может временно остановить помпу во время диастолы, пока систолический Ca ²⁺ не достигнет своего порогового уровня для реактивации помпы.Интервал между диастолой и систолой у грызунов очень короткий, и помпа SERCA может никогда полностью не перейти в состояние покоя. Когда цитозольный Ca ²⁺ достигает определенного порога, ингибирующее действие PLB на помпу SERCA теряется. Это происходит в отсутствие фосфорилирования PLB и активации киназ. Таким образом, при высоком уровне Ca ²⁺ физическое взаимодействие между PLB и SERCA (гидрофобное и электростатическое взаимодействия) снижается, освобождая насос SERCA от ингибирования ( Рисунок 1, ).Использование анизотропии фосфоресценции с временным разрешением, исследования Thomas et al . ⁸⁹ предполагают, что насос SERCA существует в мембране SR в виде агрегатов олигомеров, которые вращаются медленно, и мономеров, которые очень динамичны. Первоначально они предположили, что взаимодействие PLB с SERCA способствует агрегации насосов SERCA в олигомеры, и олигомеры вращаются медленно. Когда PLB фосфорилируется, PLB высвобождается из насоса SERCA, таким образом увеличивая вращательную подвижность SERCA2a в результате уменьшения крупных агрегатов. ⁹⁰ В этой модели фосфорилирование PLB высвобождает АТФазу Ca ²⁺ из кинетически неблагоприятного состояния в более активное состояние. Согласно этой модели, фосфорилирование PLB способствует агрегации мономеров PLB в пентамеры, наоборот, способствует деагрегации и активации насоса SERCA. ⁸⁹ Эта идея была дополнительно подтверждена недавними исследованиями мутагенеза, показавшими, что мутации, которые способствуют деполимеризации PLB, дают более сильное ингибирование SERCA по сравнению с нормальным белком. ^91,92 На основе этой модели пентамер PLB действует как резервуар для мономеров, которые могут легко отделяться от пентамера при дефосфорилировании или из-за более сильного притяжения насосом SERCA. Также было продемонстрировано, что сам пентамер способен ингибировать АТФазу SR Ca ²⁺ . ⁹³ Таким образом, в настоящее время не совсем ясно, зависит ли ингибирующая функция PLB от диссоциации пентамерного PLB в мономерную форму. Дальнейшие исследования в этой области помогут нам понять механизм действия PLB.

Рисунок 1

Гипотетическая модель, показывающая регулирование насоса SERCA с помощью PLB и SLN. Дефосфорилированный фосфоламбан (PLB) связывается с насосом SERCA и регулирует его активность (верхняя средняя панель). Это взаимодействие нарушается либо фосфорилированием PLB (верхняя левая панель), либо присутствием высокой концентрации кальция (верхняя правая панель). Сарколипин (SLN) взаимодействует с SERCA в нефосфорилированной форме (внизу, в середине). На это взаимодействие в основном влияет фосфорилирование (нижняя левая панель) и меньше влияет концентрация Ca ²⁺ (нижняя правая панель).

Рисунок 1

Гипотетическая модель, показывающая регулирование насоса SERCA с помощью PLB и SLN. Дефосфорилированный фосфоламбан (PLB) связывается с насосом SERCA и регулирует его активность (верхняя средняя панель). Это взаимодействие нарушается либо фосфорилированием PLB (верхняя левая панель), либо присутствием высокой концентрации кальция (верхняя правая панель). Сарколипин (SLN) взаимодействует с SERCA в нефосфорилированной форме (внизу, в середине). На это взаимодействие в основном влияет фосфорилирование (нижняя левая панель) и меньше влияет концентрация Ca ²⁺ (нижняя правая панель).

5. Сарколипин — новый регулятор насоса SERCA

.

Сарколипин — это белок с низкой молекулярной массой (31 аминокислота), первоначально идентифицированный для совместной очистки с помпой SERCA1a скелетных мышц. ^{8,15,94, 8,11,15–17} Анализ экспрессии SLN в сердце показывает, что SLN экспрессируется преимущественно в предсердном компартменте, а его экспрессия низка в желудочке ( Таблица 1 ). ^95,96 Он также обнаружен в тканях скелетных мышц, но его экспрессия варьируется у мелких и крупных животных. ^{11,14,94–96} Первичная структура SLN высоко консервативна у разных видов и может указывать на аналогичный механизм регуляции, известный для PLB. На основе первичной последовательности SLN и PLB имеют сходные трансмембранные последовательности, что указывает на то, что они являются гомологичными белками, принадлежащими к одному семейству генов, ^15,94 , но они различаются по своим N- и C-концам. Исследования моделирования показали, что SLN и PLB, взаимодействующие с насосом SERCA через свой трансмембранный домен, обладают значительной гомологией ^97–100 и потенциально связываются с одним и тем же регуляторным сайтом на насосе SERCA. ^15,101

5.1. Роль СЛУ в физиологии сердечной мышцы

В отличие от PLB, роль SLN в сердечной сократимости только начинается. ^{11,17,102–104} Роль SLN как регулятора сердечной SERCA2a была впервые изучена с использованием переноса аденовирусного гена в миоциты желудочков взрослых крыс. ¹⁰² Эти исследования показали, что временная сверхэкспрессия SLN в желудочковых миоцитах взрослых крыс приводит к снижению переходной амплитуды Ca ²⁺ и сократимости миоцитов.Совсем недавно роль SLN в сердечной функции была исследована с использованием моделей мышей TG, сверхэкспрессирующих SLN в сердце. ^102,104 В этих исследованиях использовался кардиоспецифический промотор α-MHC, чтобы управлять экспрессией SLN как в предсердиях, так и в желудочке (где уровни SLN относительно отсутствуют). Сверхэкспрессия SLN в желудочке вызвала снижение сродства SERCA2a к Ca ²⁺ , снижение амплитуды переходного процесса Ca ²⁺ и укорочение, а также замедление релаксации на уровне миоцитов. ^102,104 Это открытие очень похоже на то, что было сообщено о сверхэкспрессии PLB, и предполагает, что SLN также является эффективным ингибитором насоса SERCA. Избыточная экспрессия SLN приводила к значительному снижению скорости сокращения и расслабления при оценке ex vivo рабочих препаратов сердца. Интересно, что ингибирующий эффект SLN на сократительную функцию был обращен лечением изопротеренолом. ^102,104 Это предполагает, что подобно PLB, SLN также может играть роль в опосредовании β-адренергического ответа в предсердиях.

5.2. Эффект сарколипина на помпу SERCA не зависит от PLB

.

Когда SLN коэкспрессируется с SERCA1a или SERCA2a в клетках HEK293, это снижает кажущееся сродство Ca ²⁺ насоса SERCA. ^9,16 Это указывает на то, что SLN может действовать как ингибитор насоса SERCA. Кроме того, было показано, что совместная экспрессия SLN с PLB индуцирует суперигибирующий эффект на насос SERCA. Первоначально MacLennan с соавторами предположили, что SLN опосредует свой ингибирующий эффект через PLB. ^{15,101,105,106} Их более ранние исследования показали, что SLN может образовывать бинарный комплекс с PLB и что взаимодействие SLN с PLB может предотвращать полимеризацию PLB, что приводит к увеличению активной формы мономера, тем самым способствуя суперингибированию насоса SERCA. ¹⁰⁵ Сложность этой модели заключается в том, что она не применяется в ситуациях, когда PLB очень низкий (предсердия) или отсутствует, например, в быстро сокращающихся скелетных мышцах.

Паттерн экспрессии SLN отличается от PLB, и если SLN требует PLB для его ингибирующего действия, то этот механизм возможен только тогда, когда SLN и PLB экспрессируются совместно.Однако SLN экспрессируется на высоких уровнях в тканях, которые экспрессируют либо небольшое количество PLB (как в предсердиях и медленно сокращающихся скелетных мышцах), либо не экспрессируют PLB, как в быстро сокращающихся скелетных мышцах (, таблица 1, ). Эти наблюдения предполагают возможную независимую роль SLN, где SLN напрямую связывается с SERCA2a и изменяет его сродство к Ca ²⁺ . Независимая роль SLN была недавно подтверждена экспрессией SLN на фоне нулевого PLB ( plb — / — ). ⁴⁸ Сверхэкспрессия SLN в plb — / — сердцах вызвала снижение сродства SERCA2a к Ca ²⁺ , нарушение сократимости, снижение переходной амплитуды Ca ²⁺ и более медленную кинетику распада по сравнению с plb — / — животных.Более того, ингибирующий эффект SLN на транспорт Ca ²⁺ был обращен изопротеренолом, что позволяет предположить, что SLN может опосредовать β-адренергический ответ в миоцитах желудочков от SLN TG / plb — / — . Эти и другие исследования предполагают, что SLN может непосредственно опосредовать свое ингибирующее действие на SERCA2a и действовать как медиатор β-адренергических ответов в сердце.

5.3. Сарколипин как регулятор транспорта Са

²⁺ и сократимости предсердий

У всех млекопитающих цикл сокращения-расслабления сердца регулируется сокращением предсердия, за которым следует сокращение желудочка.Известно, что продолжительность сокращения в предсердии короче, чем в желудочках у всех млекопитающих, включая человека. Нет удовлетворительного объяснения того, почему мышца предсердия сокращается и расслабляется быстрее. Одно из возможных объяснений состоит в том, что у высших млекопитающих предсердия экспрессируют более высокую долю быстрой изоформы тяжелой цепи α-миозина по сравнению с желудочками. Однако это не кажется правдоподобным объяснением, поскольку у грызунов (мышей и крыс) и предсердия, и желудочки экспрессируют преимущественно изоформу α-MHC.Недавние наблюдения предполагают, что различия в обработке Ca ²⁺ на уровне SR также могут быть ответственны за наблюдаемые различия между предсердиями и желудочками. ^26,27,107 В сердце мыши площадь поверхности и объем SR на объем клетки выше в предсердиях, в основном из-за более высокого продольного SR. С другой стороны, предсердные миоциты млекопитающих не имеют хорошо развитой Т-трубчатой ​​системы, и связь между каналами Ca ²⁺ L-типа в сарколемме и соединительным SR происходит вблизи периферии миоцитов.В отличие от миоцитов желудочков, в сердечных миоцитах предсердий наблюдалось несинхронное и двухфазное высвобождение Ca ²⁺ , индуцированное Ca ²⁺ . Таким образом, существуют фундаментальные различия между миоцитами предсердий и желудочков в отношении транспорта Ca ²⁺ .

Помимо структурных различий между сетью SR предсердий и желудочков, биохимические данные показывают, что предсердия имеют в три-четыре раза более низкий уровень PLB (ингибитора SERCA), но гораздо более высокие (примерно в два раза выше) уровни насоса SERCA. ²⁶ В принципе, более низкие уровни PLB могут способствовать более быстрому усвоению кальция SR, таким образом обеспечивая высвобождение большего количества Ca ²⁺ для SR. Однако нет прямых доказательств того, что различия в уровнях PLB в первую очередь ответственны за наблюдаемые различия в кинетике транспорта Ca ²⁺ в предсердиях. Примечательно, что также известно, что β-адренергический ответ в предсердиях отличается по сравнению с желудочком. В недавнем исследовании Kaasik et al . ¹⁰⁸ исследовал взаимосвязь между фосфорилированием PLB, функцией SR и сократимостью в предсердиях и желудочках крыс.Это исследование показало, что количество фосфорилированного PLB в четыре раза ниже после β-адренергической стимуляции в мышце предсердия по сравнению с желудочком. Это снижение фосфорилирования хорошо согласуется со снижением уровня PLB в предсердиях. На основании этого можно было бы предсказать меньшее увеличение захвата SR Ca ²⁺ в предсердиях в ответ на адренергическую активацию. Напротив, захват Ca ²⁺ в обработанных изопротеренолом предсердиях показал гораздо большее увеличение. Кроме того, предсердия ответили на изопротеренол гораздо большим увеличением развитого напряжения, сократимости и скорости расслабления, чем мышца желудочка.Таким образом, наблюдаемое увеличение поглощения Ca ²⁺ и сократительной функции нельзя объяснить низким уровнем фосфорилирования PLB. Следовательно, β-адренергический ответ в предсердиях может зависеть от белков, отличных от PLB. Тот факт, что экспрессия SLN высока в предсердиях, предполагает, что регуляция SLN насоса SERCA в предсердиях может объяснить заметную разницу в сократимости предсердия и желудочка.

5.4. Потеря сарколипина изменяет сокращение и расслабление предсердной мышцы

Чтобы понять роль SLN в физиологии предсердий, мы создали модель мыши с нулевым SLN ¹¹⁸ .Удаление СЛУ не влияло на рост и выживаемость животного. Мыши с нулевым SLN достигли зрелого возраста без каких-либо патологий. Удаление SLN увеличивает сродство насоса SERCA к Ca ²⁺ , что приводит к увеличению скорости захвата SR Ca ²⁺ . Кроме того, это также связано с увеличением скорости захвата Ca ²⁺ V _max , что позволяет предположить, что SLN может регулировать кинетику активности АТФазы на одном или нескольких этапах. В соответствии с повышенным захватом SR Ca ²⁺ , скорость расслабления предсердных мышц также выше у мышей sln — / — .Эти данные предоставили первое прямое доказательство того, что SLN является важным регулятором предсердного транспорта Ca ²⁺ и может быть ответственным за опосредование β-адренергических ответов в предсердии. Эта идея дополнительно подтверждается недавними исследованиями на мышиной модели TG, сверхэкспрессирующей SLN на нулевом фоне PLB, которые демонстрируют, что ингибирующий эффект SLN может быть ослаблен при лечении изопротеренолом. ¹⁰⁹ На основе имеющихся данных мы предлагаем модель ( Рисунок 1 ) для иллюстрации механизма действия SLN на помпу SERCA.Эта модель развивает наши текущие идеи, которые предполагают, что (i) ингибирующая функция SLN на насосе SERCA не зависит от PLB (ii) фосфорилирование SLN по треонину 5 нарушает взаимодействие SLN с насосом SERCA и ослабляет его ингибирующий эффект, и (iii) ) ингибирующее действие SLN на насос SERCA сохраняется даже при высоком уровне Ca ²⁺ , что резко контрастирует с PLB, ингибирующий эффект которого теряется при высоком содержании кальция. Мы также предполагаем, что действие SLN и PLB может иметь совершенно разные результаты, которые необходимо лучше понять (, рис. 1, ).

6. Нацеливание на саркоплазматический ретикулум Ca

²⁺ транспортных генов для улучшения сократимости

Перспективы генной терапии сердечной недостаточности, в частности восстановления транспорта Ca ²⁺ , привлекли большое внимание. ^{46,53,110–112} Данные о сердечной недостаточности человека предполагают, что снижение транспорта SR Ca ²⁺ отвечает за частоту отрицательной силы, наблюдаемую в сердечной недостаточности. Таким образом, недавние исследования были сосредоточены на восстановлении активности насоса SERCA либо посредством аденовирусного переноса гена SERCA2a, либо путем ингибирования PLB.Исследования по переносу аденовирусных генов показали, что избыточная экспрессия SERCA2a в миоцитах желудочков человека с недостаточным функционированием увеличивает транспорт Ca ²⁺ и восстанавливает скорость сокращения и релаксации. ⁴⁷ Отрицательная частотная характеристика нормализовалась в кардиомиоцитах, сверхэкспрессирующих SERCA2a. ⁴⁷ Вдохновленный этими исследованиями in vitro , Хаджар и его сотрудники разработали катетерный метод введения генов в миокард. ^{46,53,54,111,112} Перенос гена SERCA2a на крысиной модели гипертрофии с перегрузкой давлением (где уровни SERCA2a были снижены и была очевидна тяжелая сократительная дисфункция) восстановил как систолическую, так и диастолическую дисфункцию до нормального уровня.Избыточная экспрессия SERCA2a уменьшает размер левого желудочка и восстанавливает наклон отношения конечного диастолического давления к размеру к контрольным уровням. Кроме того, перенос гена SERCA2a использовали для отмены желудочковых аритмий в модели повреждения ишемической реперфузией (I / R) на крысах. ^113,114 Избыточная экспрессия SERCA2a значительно уменьшала желудочковые аритмии во время I / R, а через 24 часа уменьшала размер инфаркта и улучшала утолщение передней стенки. Эти исследования показывают, что снижение диастолического Ca ²⁺ и лучшая обработка внутриклеточных ионов связаны с улучшением выживаемости кардиомиоцитов.Следовательно, восстановление транспорта Ca ²⁺ за счет увеличения активности SERCA2a, по-видимому, имеет решающее значение для поддержания сердечной инотрофии и для предотвращения патологических эффектов перегрузки Ca ²⁺ .

Было показано, что удаление фосфоламбана предотвращает структурные и функциональные аномалии на моделях мышей. ^8,115 Таким образом, были протестированы стратегии подавления ингибирования PLB и повышения активности SERCA. Подход к увеличению активности помпы SERCA заключается в снижении уровней PLB.Дель Монте и др. . ¹¹⁶ показали, что перенос аденовирусным геном антисмыслового PLB в отказавших кардиомиоцитах человека восстанавливает сократительную способность, обработку Ca ²⁺ и частотно-силовую реакцию. Кроме того, псевдофосфорилированный мутантный пептид PLB (S16EPLN) был протестирован на хомяках BIO14.6 CM (демонстрируя прогрессирующую стадию дилатационной кардиомиопатии и сердечной недостаточности). Экспрессия мутантного PLB увеличивала поглощение SR Ca ²⁺ миокардом и подавляла прогрессирующее нарушение систолической функции и сократимости левого желудочка (LV) до 28-30 недель. ¹¹⁷ Однако хроническое ингибирование активности PLB может быть неблагоприятным для сердца человека, поскольку потеря функции PLB приводит к дилатационной кардиомиопатии в молодом возрасте у людей. ^87,88 Эти экспериментальные исследования предоставляют нам многообещающие первоначальные результаты и продвигают нас на шаг вперед в направлении манипулирования активностью насоса SERCA в качестве терапевтической стратегии для восстановления сократительной функции в больном сердце человека. Эти исследования также предполагают, что поддержание физиологического соотношения SERCA / PLB может быть необходимо для способности сердца удовлетворять различные физиологические потребности.

7. Выводы и перспективы

SERCA2a играет доминирующую роль в удалении Ca ²⁺ и сокращении-расслаблении сердечной мышцы. Данные предполагают, что снижение уровня и активности помпы SERCA напрямую влияет на сократимость сердца и способствует измененному расслаблению. Регулирование SERCA2a с помощью PLB и SLN играет критическую роль в сердечной сократимости и в опосредовании β-адренергической реакции как в нормальном, так и в пораженном сердце. Имеются неопровержимые доказательства того, что изменения в соотношении PLB и SERCA могут глубоко влиять на активность насоса SERCA и физиологию сердца.Однако остается много пробелов в понимании динамической регуляции насоса SERCA с помощью PLB и SLN в сердце. Мы также не знаем, чем отличается влияние PLB и SLN на помпу SERCA у мелких и крупных млекопитающих, поскольку мы узнали, что потеря PLB хорошо переносится мышами, но может быть пагубной для человека. Дальнейшие исследования должны быть направлены на лучшее понимание регламентов насоса SERCA со стороны PLB и SLN в зависимости от конкретной камеры.

Конфликт интересов : не заявлен.

Финансирование

М.П. поддерживается Национальными институтами здравоохранения (грант № HL-64140).

Список литературы

1,.

Кальций и муфта возбуждения-сокращения сердца

,

Annu Rev Physiol

,

1979

, vol.

41

(стр.

473

—

484

) 2.

Связь возбуждения и сокращения сердца

,

Nature

,

2002

, vol.

415

(стр.

198

—

205

) 3,,,,,.

Связь возбуждения и сокращения в клетках сердца. Роль натрий-кальциевого обмена, кальциевого тока и саркоплазматической сети

,

Ann N Y Acad Sci

,

1990

, vol.

588

(стр.

190

—

206

) 4.

Макромолекулярные комплексы, регулирующие функцию сердечных рианодиновых рецепторов

,

J Mol Cell Cardiol

,

2004

, т.

37

(стр.

417

—

429

) 5,.

Уровень помпы SERCA является критическим детерминантом гомеостаза Ca (2+) и сократимости сердца

,

J Mol Cell Cardiol

,

2001

, vol.

33

(стр.

1053

—

1063

) 6,,,,,.

Повышенная функция кардиомиоцитов и переходные процессы Ca (2+) у мышей во время ранней застойной сердечной недостаточности

,

J Mol Cell Cardiol

,

2007

, vol.

43

(стр.

177

—

186

) 7,.

Фосфоламбан: структура белка, механизм действия и роль в сердечной функции

,

Physiol Rev

,

1998

, vol.

78

(стр.

921

—

947

) 8,.

Фосфоламбан: важнейший регулятор сердечной сократимости

,

Nat Rev Mol Cell Biol

,

2003

, vol.

4

(стр.

566

—

577

) 9,,.

Регулирование насосов типа SERCA фосфоламбаном и сарколипином

,

Ann N Y Acad Sci

,

2003

, vol.

986

(стр.

472

—

480

) 10,,.

Структурно-функциональные взаимоотношения в белках, циклирующих Ca (2+)

,

J Mol Cell Cardiol

,

2002

, vol.

34

(стр.

897

—

918

) 11,,.

Сарколипин и фосфоламбан как регуляторы Са (2+) АТФазы сердечного саркоплазматического ретикулума

,

J Mol Cell Cardiol

,

2007

, vol.

42

(стр.

903

—

911

) 12,.

Фосфоламбан и сократительная функция сердца

,

J Mol Cell Cardiol

,

2000

, vol.

32

(стр.

2131

—

2139

) 13,.

Фосфоламбан и сократимость сердца

,

Ann Med

,

2000

, vol.

32

(стр.

572

—

578

) 14,,,,,.

Экспрессия мРНК и белков сарколипина и фосфоламбана в сердечной и скелетной мышце разных видов

,

Biochem J

,

2005

, vol.

389

(стр.

151

—

159

) 15,,,.

Регуляция сарко (эндо) плазматического ретикулума Ca ²⁺ аденозинтрифосфатазы фосфоламбаном и сарколипином: значение для сердечной гипертрофии и недостаточности

,

Trends Cardiovasc Med

,

2003

, vol.

13

(стр.

152

—

157

) 16,,,,, и др.

Сарколипин регулирует активность SERCA1, саркоплазматического ретикулума быстро сокращающихся скелетных мышц Ca ²⁺ –АТФаза

,

J Biol Chem

,

1998

, vol.

273

(стр.

12360

—

12369

) 17,,,.

Новые взгляды на роль сродства SERCA2 к Ca ²⁺ в сердечной функции

,

Biochim Biophys Acta

,

2006

, vol.

1763

(стр.

1216

—

1228

) 18,,,,.

Изменения экспрессии гена саркоплазматического ретикулума при сердечной недостаточности человека. Возможный механизм изменения систолических и диастолических свойств отказавшего миокарда

,

Circ Res

,

1993

, vol.

72

(стр.

463

—

469

) 19,,.

Характеристика сарко (эндо) плазматического ретикулума сердца кролика, ген Са2 (+) — АТФазы

,

J Biol Chem

,

1990

, vol.

265

(стр.

4670

—

4677

) 20,,,.

Регуляция экспрессии гена саркоплазматического ретикулума во время развития сердечных и скелетных мышц

,

Am J Physiol

,

1992

, vol.

262

(стр.

C614

—

C620

) 21,,,,,.

Распределение мРНК in situ изоформ Са (2 +) — АТФазы сарко (эндо) плазматического ретикулума в онтогенезе у крыс

,

J Mol Cell Cardiol

,

1994

, vol.

26

(стр.

539

—

550

) 22,,.

Кальциевые насосы плазматического ретикулума Sarco (эндо) в сердечно-сосудистой системе: функция и экспрессия генов

,

J Mol Cell Cardiol

,

1994

, vol.

26

(стр.

1109

—

1121

) 23,,,.

Экспрессия генов Са (2 +) — АТФазы и кальсеквестрина саркоплазматического ретикулума в сердце крысы во время онтогенного развития и старения

,

Circ Res

,

1991

, vol.

69

(стр.

1380

—

1388

) 24,,,,, и др.

Экспрессия кальциевой транспортной АТФазы SR и обменника Na (+) / Ca (2+) антитетически регулируются во время сердечного развития мыши и при гипо / гипертиреозе

,

J Mol Cell Cardiol

,

2000

, vol.

32

(стр.

453

—

464

) 25,,,,, и др.

Постнатальные изменения параметров времени сократимости, белков, регулирующих кальций, и фосфатаз

,

Am J Physiol

,

1998

, vol.

274

(стр.

h3123

—

h3132

) 26,,,,, и др.

Экспрессия белков, регулирующих кальций в сердце v желудочка предсердия у разных видов животных

,

J Mol Cell Cardiol

,

1999

, vol.

31

(стр.

1299

—

1314

) 27,,,,.

Дифференциальная экспрессия гена фосфоламбана в сердечных отсеках мышей. Молекулярный и физиологический анализ

,

Circ Res

,

1995

, т.

77

(стр.

342

—

353

) 28,,,,, и др.

Функция саркоплазматического ретикулума в определении атриовентрикулярных сократительных различий в сердце крысы

,

Am J Physiol

,

1997

, vol.

273

(стр.

h3498

—

h3507

) 29,,.

Возрастные изменения фосфорилирования саркоплазматического ретикулума и миофибриллярных белков и снижение сократительной реакции на изопротеренол в интактном желудочке крысы

,

Circ Res

,

1993

, vol.

72

(стр.

102

—

111

) 30.

Адаптация миокарда в пожилом возрасте

,

Basic Res Cardiol

,

1993

, vol.

88

Доп. 2

(стр.

125

—

133

) 31,,,,, и др.

Уровни SERCA2a человека обратно пропорциональны возрасту в стареющем миокарде человека

,

J Am Coll Cardiol

,

1998

, vol.

32

(стр.

458

—

467

) 32,,,,, и др.

Восстановление диастолической функции в стареющих сердцах крыс посредством переноса аденовирусного гена саркоплазматического ретикулума Ca (2 +) — АТФазы

,

Circulation

,

2000

, vol.

101

(стр.

790

—

796

) 33,,.

Экспрессия гена саркоплазматического ретикулума при сердечной гипертрофии и сердечной недостаточности

,

Circ Res

,

1994

, vol.

74

(стр.

555

—

564

) 34,,,,.

Влияние гормона щитовидной железы на экспрессию мРНК, кодирующей белки саркоплазматического ретикулума

,

Circ Res

,

1991

, vol.

69

(стр.

266

—

276

) 35,,,,, и др.

Регуляция миокардиальной экспрессии Са ²⁺ -АТФазы и мРНК фосфоламбана в ответ на перегрузку давлением и гормон щитовидной железы

,

Proc Natl Acad Sci USA

,

1989

, vol.

86

(стр.

2966

—

2970

) 36,,,.

Изменения экспрессии фосфоламбанового белка, вызванные гормонами щитовидной железы. Регуляторные эффекты на транспорт Са2 + саркоплазматического ретикулума и релаксацию миокарда

,

Circ Res

,

1994

, vol.

75

(стр.

245

—

251

) 37,,,,, и др.

Взаимосвязь между уровнями белка Na ⁺ –Ca ²⁺ -обменного белка и диастолической функцией миокарда человека с нарушением кровообращения

,

Circulation

,

1999

, vol.

99

(стр.

641

—

648

) 38,,,,, и др.

Связь между функцией миокарда и экспрессией Са (2 +) — АТФазы саркоплазматического ретикулума в поврежденном и исправном миокарде человека

,

Circ Res

,

1994

, vol.

75

(стр.

434

—

442

) 39,,,.

Обработка Ca2 + и содержание Ca2 + в саркоплазматическом ретикулуме в изолированном поврежденном и исправном миокарде человека

,

Circ Res

,

1999

, vol.

85

(стр.

38

—

46

) 40,,,,, и др.

Изменения белков саркоплазматического ретикулума при недостаточности дилатационной кардиомиопатии человека

,

Circulation

,

1995

, vol.

92

(стр.

778

—

784

) 41,,,,,.

Механизмы измененной связи возбуждения и сокращения при сердечной недостаточности, вызванной тахикардией у собак, I: экспериментальные исследования

,

Circ Res

,

1999

, vol.

84

(стр.

562

—

570

) 42.

Изменения белков, регулирующих кальций, при сердечной недостаточности

,

Cardiovasc Res

,

1998

, vol.

37

(стр.

279

—

289

) 43,,,,,.

Белки, управляющие кальцием в сердечной недостаточности человека

,

Basic Res Cardiol

,

1997

, vol.

92

Доп. 1

(стр.

87

—

93

) 44,,,.

Ca (2 +) — транспортирующий уровни АТФазы, фосфоламбана и кальсеквестрина в исправном и поврежденном миокарде человека

,

Circulation

,

1994

, vol.

90

(стр.

653

—

657

) 45,,,,, и др.

Неизмененная экспрессия белка Са2 + -АТФазы саркоплазматического ретикулума, фосфоламбана и кальсеквестрина в терминально неэффективном миокарде человека

,

J Mol Med

,

1998

, vol.

76

(стр.

434

—

441

) 46,,.

Неопровержимые доказательства положительного воздействия переноса гена SERCA при сердечной недостаточности

,

Circ Res

,

2001

, vol.

88

(стр.

E66

—

E67

) 47,,,,, и др.

Восстановление сократительной функции изолированных кардиомиоцитов из сердечной недостаточности человека путем переноса гена SERCA2a

,

Circulation

,

1999

, vol.

100

(стр.

2308

—

2311

) 48,.

Связь возбуждения-сокращения и митохондриальная энергия

,

Basic Res Cardiol

,

2007

, vol.

102

(стр.

369

—

392

) 49,,,,, и др.

Частотная зависимость миокардиальной энергии в миокарде человека с недостаточностью, определяемая количественно новым методом измерения потребления кислорода в препаратах мышечных полос.

,

J Mol Cell Cardiol

,

1998

, vol.

30

(стр.

1459

—

1470

) 50,.

У больного сердца не хватает энергии? Об использовании химической энергии для поддержки сердечной функции

,

Circ Res

,

2004

, vol.

95

(стр.

135

—

145

) 51,,,,, и др.

Термодинамическое ограничение для обработки Ca ²⁺ способствует снижению сократительного резерва в сердцах крыс

,

Am J Physiol

,

1998

, vol.

275

(стр.

h3064

—

h3071

) 52,,,,, и др.

Нарушение энергетического обмена в интактном остаточном миокарде сердца крысы с хроническим инфарктом миокарда

,

J Clin Invest

,

1995

, vol.

95

(стр.

1092

—

1100

) 53,,,,, и др.

Перенос аденовирусного гена SERCA2a улучшает функцию левого желудочка у крыс с перевязкой аорты при переходе к сердечной недостаточности

,

Proc Natl Acad Sci USA

,

2000

, vol.

97

(стр.

793

—

798

) 54,,,,, и др.

Улучшение выживаемости и сердечного метаболизма после переноса гена Са (2 +) — АТФазы саркоплазматического ретикулума в модели сердечной недостаточности у крыс

,

Circulation

,

2001

, vol.

104

(стр.

1424

—

1429

) 55,,,,, и др.

Направленная сверхэкспрессия саркоплазматического ретикулума Ca ²⁺ -АТФаза увеличивает сократительную способность сердца трансгенных мышей

,

Circ Res

,

1998

, vol.

83

(стр.

1205

—

1214

) 56,,,,, и др.

Изоформы Са2 + АТФазы Sarco (эндо) плазматического ретикулума и их роль в физиологии и патологии мышц

,

Ann N Y Acad Sci

,

1998

, vol.

853

(стр.

251

—

259

) 57,,,,, и др.

Трансгенная сверхэкспрессия саркоплазматического ретикулума Ca ²⁺ АТФаза улучшает обработку ретикулярного Ca ²⁺ в нормальных и диабетических сердцах крыс

,

FASEB J

,

2002

, vol.

16

(стр.

1657

—

1659

) 58,,,,, и др.

Сверхэкспрессия гена АТФазы саркоплазматического ретикулума крысы ²⁺ в сердце трансгенных мышей ускоряет переходные процессы кальция и сердечную релаксацию

,

J Clin Invest

,

1997

, vol.

100

(стр.

380

—

389

) 59,,,,, и др.

Повышенная сократимость миокарда и повышенная транспортная функция Ca ²⁺ в трансгенных сердцах, экспрессирующих саркоплазматический ретикулум быстро сокращающихся скелетных мышц Ca ²⁺ -ATPase

,

Circ Res

,

1998

, vol.

83

(стр.

889

—

897

) 60,,,,, и др.

Нарушение единственной копии гена SERCA2 приводит к изменению гомеостаза Ca ²⁺ и функции кардиомиоцитов

,

J Biol Chem

,

2000

, vol.

275

(стр.

38073

—

38080

) 61,,,,, и др.

Нарушение сердечной деятельности у гетерозиготных мышей с нулевой мутацией в сарко (эндо) плазматическом ретикулуме, ген Ca ²⁺ -АТФазы изоформы 2 (SERCA2)

,

J Biol Chem

,

1999

, vol.

274

(стр.

2556

—

2562

) 62,,,,, и др.

Физиологические функции плазматической мембраны и внутриклеточных насосов Ca ²⁺ , выявленные при анализе нуль-мутантов

,

Ann N Y Acad Sci

,

2003

, vol.

986

(стр.

453

—

460

) 63,,,,, и др.

Ускоренное начало сердечной недостаточности у мышей во время перегрузки давлением с хроническим снижением активности кальциевого насоса SERCA2

,

Am J Physiol Heart Circ Physiol

,

2004

, vol.

286

(стр.

h2146

—

h2153

) 64,,,,, и др.

Замена специфической для мышц саркоплазматической изоформы Ca (2 +) — АТФазы SERCA2a немышечным гомологом SERCA2b вызывает умеренную концентрическую гипертрофию и нарушает сокращение-расслабление сердца

,

Circ Res

,

2001

, vol.

89

(стр.

838

—

846

) 65.

Молекулярная структура и функция фосфоламбана в регуляции кальциевого насоса из саркоплазматического ретикулума

,

Ann N Y Acad Sci

,

1992

, vol.

671

(стр.

92

—

102

) 66,.

Регуляция транспорта кальция системой АТФаза-фосфоламбан

,

J Mol Cell Cardiol

,

1983

, vol.

15

(стр.

565

—

575

) 67,,,.

Циклический АМФ-регуляция активного транспорта кальция через мембраны саркоплазматического ретикулума: роль 22000 дальтонного белка фосфоламбана

,

Adv Cyclic Nucleotide Res

,

1978

, vol.

9

(стр.

355

—

369

) 68,.

Фосфоламбан: белок, достигающий совершеннолетия

,

Biochem Biophys Res Commun

,

1997

, vol.

239

(стр.

1

—

5

) 69,.

Фосфоламбан: важный регулятор сократимости миокарда

,

Circ Res

,

1996

, vol.

79

(стр.

1059

—

1063

) 70,,,,.

Роль фосфорилирования фосфоламбана на Thr17 в физиологических и патологических состояниях сердца

,

Cardiovasc Res

,

2005

, vol.

68

(стр.

366

—

375

) 71,.

Тиреоидные гормоны, регулирующие кальциевые циклы белков

,

Thyroid

,

2002

, vol.

12

(стр.

453

—

457

) 72,,,,.

Гормон щитовидной железы усиливает перекачивающую активность Ca ²⁺ сердечного саркоплазматического ретикулума за счет увеличения АТФазы Ca ²⁺ и снижения экспрессии фосфоламбана.

,

J Mol Cell Cardiol

,

1994

, vol.

26

(стр.

1145

—

1154

) 73,,.

Гендерные различия в тяжелой цепи миозина-бета и фосфорилированном фосфоламбане в сердцах крыс с диабетом

,

Am J Physiol Heart Circ Physiol

,

2003

, vol.

285

(стр.

h3688

—

h3693

) 74,,,,, и др.

Повышенное фосфорилирование белков при гипертонической гипертрофии

,

Cardiovasc Res

,

2001

, vol.

51

(стр.

717

—

728

) 75,.

Повышенное фосфорилирование фосфоламбана и подавление сарко / эндоплазматического ретикулума Ca ²⁺ АТФазы типа 2 (SERCA 2) в сердечном саркоплазматическом ретикулуме кроликов с сердечной недостаточностью

,

Cardiovasc Res

,

1999

, vol.

41

(стр.

135

—

146

) 76,,,,,.

Фосфорилирование фосфоламбана по треонину-17 снижает сердечную адренергическую сократительную способность при гипертрофии, вызванной хронической перегрузкой давлением

,

Am J Physiol Heart Circ Physiol

,

2006

, vol.

291

(стр.

H61

—

H70

) 77,,,,, и др.

Пониженный уровень фосфорилированного серином (16) фосфоламбана в миокарде крысы с недостаточностью: основной вклад в снижение активности SERCA2

,

Cardiovasc Res

,

2002

, vol.

53

(стр.

382

—

391

) 78,,,,,.

Сердечная недостаточность человека: стимуляция цАМФ Са (2 +) — АТФазы активности SR и уровень фосфорилирования фосфоламбана

,

Am J Physiol

,

1999

, vol.

277

(стр.

h574

—

h580

) 79,,,,,.

Пониженная Ca (2 +) — чувствительность SERCA 2a при отказе миокарда человека из-за пониженного фосфорилирования серин-16 фосфоламбана

,

J Mol Cell Cardiol

,

1999

, vol.

31

(стр.

479

—

491

) 80,,,,.

Ser16-, но не Thr17-фосфорилирование фосфоламбана влияет на частотно-зависимую генерацию силы в миокарде человека

,

Pflugers Arch

,

2003

, vol.

447

(стр.

150

—

157

) 81,,,,.

Пониженный уровень протеина и фосфорилирования ингибитора протеинфосфатазы-1 в сердечной недостаточности человека

,

Cardiovasc Res

,

2004

, vol.

61

(стр.

87

—

93

) 82,,,,, и др.

Целенаправленное удаление гена фосфоламбана связано со значительным усилением сократительной способности миокарда и потерей стимуляции бета-агонистами.

,

Circ Res

,

1994

, vol.

75

(стр.

401

—

409

) 83,,,,, и др.

Хроническое ингибирование Са ²⁺ -АТФазы вызывает адаптивные изменения клеточного транспорта Са ²⁺

,

Circ Res

,

2003

, vol.

92

(стр.

769

—

776

) 84,,,,, и др.

Суперингирование функции саркоплазматического ретикулума фосфоламбаном вызывает сердечную сократительную недостаточность

,

J Biol Chem

,

2001

, vol.

276

(стр.

24145

—

24152

) 85,,,,, и др.

Специфическая для сердца сверхэкспрессия фосфоламбана изменяет кинетику кальция и результирующую механику кардиомиоцитов у трансгенных мышей

,

J Clin Invest

,

1996

, vol.

97

(стр.

533

—

539

) 86,.

Генно-инженерные модели с изменениями белков сердечной мембраны, управляющих кальцием.

,

Annu Rev Physiol

,

2000

, vol.

62

(стр.

321

—

351

) 87,,,,, и др.

Мутация в гене фосфоламбана человека, удаляющая аргинин 14, приводит к летальной наследственной кардиомиопатии

,

Proc Natl Acad Sci USA

,

2006

, vol.

103

(стр.

1388

—

1393

) 88,,,,, и др.

Нулевой уровень фосфоламбана человека приводит к летальной дилатационной кардиомиопатии, выявляя критическое различие между мышью и человеком.

,

J Clin Invest

,

2003

, vol.

111

(стр.

869

—

876

) 89,,.

Физический механизм регуляции кальциевой помпы в сердце

,

Biophys J

,

1994

, vol.

67

(стр.

190

—

196

) 90,,,.

Мутация и фосфорилирование изменяют олигомерную структуру фосфоламбана в липидных бислоях

,

Biochemistry

,

1997

, vol.

36

(стр.

2960

—

2967

) 91,,,,, и др.

Трансгенная экспрессия высоко ингибирующих мономерных форм фосфоламбана в сердце мыши нарушает сердечную сократимость

,

J Biol Chem

,

2000

, vol.

275

(стр.

14985

—

14991

) 92,,,.

Ингибирующая функция фосфоламбана активируется деполимеризацией

,

J Biol Chem

,

1997

, vol.

272

(стр.

15061

—

15064

) 93,,,,,.

Специфическая для сердца сверхэкспрессия суперингибирующего пентамерного мутанта фосфоламбана усиливает ингибирование сердечной функции in vivo

,

J Biol Chem

,

2000

, vol.

275

(стр.

10538

—

10544

) 94,,,,, и др.

Характеристика гена, кодирующего сарколипин человека (SLN), протеолипида, связанного с SERCA1: отсутствие структурных мутаций у пяти пациентов с болезнью Броуди

,

Genomics

,

1997

, vol.

45

(стр.

541

—

553

) 95,,,,.

Дифференциальная экспрессия белка сарколипина во время развития мышц и патофизиологии сердца

,

J Mol Cell Cardiol

,

2007

, vol.

43

(стр.

215

—

222

) 96,,,,,.

Специфическая для предсердной камеры экспрессия сарколипина регулируется во время развития и гипертрофического ремоделирования

,

J Biol Chem

,

2003

, vol.

278

(стр.

9570

—

9575

) 97,,,,,.

Определение механизма внутримембранного связывания сарколипина с кальциевой АТФазой с использованием спектроскопии ЯМР в растворе

,

J Mol Biol

,

2006

, vol.

358

(стр.

420

—

429

) 98,,,,, и др.

Двумерный твердотельный ЯМР выявляет две топологии сарколипина в ориентированных липидных бислоях

,

Biochemistry

,

2006

, vol.

45

(стр.

10939

—

10946

) 99,,,,, и др.

Сарколипин, более короткий гомолог фосфоламбана, образует олигомерные структуры в мицеллах детергента и в липосомах.

,

J Biol Chem

,

2001

, vol.

276

(стр.

30845

—

30852

) 100,,,,.

Структура и ориентация сарколипина в липидных средах

,

Биохимия

,

2002

, т.

41

(стр.

475

—

482

) 101,,,,, и др.

Сарколипин регулирует Са ²⁺ -АТФазы сарко (эндо) плазматического ретикулума (SERCA) путем связывания с трансмембранными спиралями отдельно или в сочетании с фосфоламбаном

,

Proc Natl Acad Sci USA

,

2003

, vol.

100

(стр.

5040

—

5045

) 102,,,,, и др.

Направленная сверхэкспрессия сарколипина в сердце мыши снижает транспорт кальция в саркоплазматическом ретикулуме и сердечную сократимость

,

J Biol Chem

,

2006

, vol.

281

(стр.

3972

—

3979

) 103,,,,,.

Сверхэкспрессия сарколипина снижает сократимость миоцитов и переходный процесс кальция

,

Cardiovasc Res

,

2005

, vol.

65

(стр.

177

—

186

) 104,,,,, и др.

Сердечно-специфическая сверхэкспрессия сарколипина подавляет активность Са ²⁺ АТФазы (SERCA2a) сарко (эндо) плазматического ретикулума и ухудшает сердечную функцию у мышей

,

Proc Natl Acad Sci USA

,

2004

, vol.

101

(стр.

9199

—

9204

) 105,,,.

Сарколипин ингибирует полимеризацию фосфоламбана, вызывая суперингибирование сарко (эндо) плазматического ретикулума Ca ²⁺ -АТФаз (SERCAs)

,

J Biol Chem

,

2002

, vol.

277

(стр.

26725

—

26728

) 106,,,,,.

Удержание сарколипина в эндоплазматическом ретикулуме зависит от его С-концевой последовательности RSYQY и его взаимодействия с сарко (эндо) плазматическими Са (2 +) — АТФазами

,

Proc Natl Acad Sci USA

,

2004

, vol.

101

(стр.

16807

—

16812

) 107,,,,, и др.

Региональная экспрессия фосфоламбана в сердце человека

,

Cardiovasc Res

,

1999

, vol.

43

(стр.

67

—

76

) 108,,,.

Пониженная экспрессия фосфоламбана не связана с более низкой бета-адренергической активацией в предсердиях крыс

,

Mol Cell Biochem

,

2001

, vol.

223

(стр.

109

—

115

) 109,,,,, и др.

Специфическая для сердца сверхэкспрессия сарколипина у мышей с нулевым фосфоламбаном нарушает функцию миоцитов, которая восстанавливается фосфорилированием

,

Proc Natl Acad Sci USA

,

2006

, vol.

103

(стр.

2446

—

2451

) 110,,,,, и др.

Модуляция функции желудочков посредством переноса генов in vivo

,

Proc Natl Acad Sci USA

,

1998

, vol.

95

(стр.

5251

—

5256

) 111,,,.

Перспективы генной терапии сердечной недостаточности

,

Circ Res

,

2000

, vol.

86

(стр.

616

—

621

) 112.

Перспективы генной терапии как метода лечения сердечной недостаточности

,

J Med Liban

,

2000

, vol.

48

(стр.

86

—

88

) 113,,,.

Целевой перенос генов при сердечной недостаточности: значение для идентификации новых генов

,

Curr Opin Mol Ther

,

2004

, vol.

6

(стр.

381

—

394

) 114,,,,, и др.

Устранение желудочковых аритмий в модели ишемии и реперфузии путем нацеливания на кальциевый цикл миокарда

,

Proc Natl Acad Sci USA

,

2004

, vol.

101

(стр.

5622

—

5627

) 115,,,,, и др.

Хроническое взаимодействие кальциевой АТФазы фосфоламбана и саркоплазматического ретикулума является критическим дефектом кальциевого цикла при дилатационной кардиомиопатии

,

Cell

,

1999

, vol.

99

(стр.

313

—

322

) 116,,,,.

Нацеливание на фосфоламбан путем переноса генов при сердечной недостаточности человека

,

Circulation

,

2002

, vol.

105

(стр.

904

—

907

) 117,,,,, и др.

Хроническое подавление прогрессирования сердечной недостаточности псевдофосфорилированным мутантом фосфоламбана посредством доставки сердечного гена rAAV in vivo

,

Nat Med

,

2002

, vol.

8

(стр.

864

—

871

) 118,,,,, и др.

Удаление сарколипина улучшает транспорт кальция саркоплазматического ретикулума и сократительную способность предсердий

,

Proc Natl Acad Sci USA

,

2007

, vol.

104

(стр.

17867

—

17872

)

Заметки автора

Опубликовано от имени Европейского общества кардиологов. Все права защищены. © Автор 2007. Для получения разрешения обращайтесь по электронной почте: [email protected]

Структурная основа активации Ca 2+ -АТФазы плазматической мембраны кальмодулином

Материалы

Моющие средства и липиды были приобретены у следующих компаний: DDM (# D310 / Anatrace), LMNG (# NG310 / Anatrace), холат (# 3407.1 / Roth), POPC (# 850457 P / Avanti Polar Lipids), POPG (# 840457P / Avanti Polar Lipids), soyPI (# 840044P / Avanti Polar Lipids). Все остальные химические вещества были аналитической чистоты и были получены от Roth (Карлсруэ, Германия) или Sigma Aldrich (Сент-Луис, Миссури, США).

Экспрессия и очистка полноразмерных ACA8, ACA8core и ACA8RD

ACA8 был сверхэкспрессирован с N-концевым His ₈ -тигом в S. cerevisiae штамм BJ5460 (MATa ura352 trp1 lys2801 leu2delta prb1delta1.6R can1 GAL) ²¹ с использованием плазмиды pYES2. Крупномасштабные культуры выращивали в среде, обедненной урацилом (6,7 г / л ^-1 YNB) + 0,1% глюкозы при 30 ° C до OD ₆₀₀ 0,6, и экспрессию индуцировали добавлением 2% галактозы. Клетки собирали через 20 ч после индукции центрифугированием при 3000 × g и ресуспендировали в 30 мМ Трис pH 8,0, 300 мМ NaCl, 20% (об. / Об.) Глицерине, 3 мМ ß-меркаптоэтаноле, 20 мМ EDTA (буфер A) перед разрывается стеклянными бусинами. После очистки лизата клеточные мембраны выделяли центрифугированием при 180000 × g и мембраны солюбилизировали в буфере А с 1% лаурилмальтозным неопентилгликолем (LMNG) в течение 1.5 ч при осторожном перемешивании. Для удаления нерастворимого материала солюбилизированные мембраны центрифугировали при 100000 × g и супернатант инкубировали с аффинной смолой Ni ²⁺ . Смолу промывали буфером, содержащим 30 мМ Трис pH 8,0, 300 мМ NaCl, 2 мМ CaCl ₂ , 1 мМ -меркаптоэтанол, 0,005% LMNG и 40 мМ имидазол и ACA8 элюировали 150 мМ имидазолом. Чистоту ACA8 оценивали с помощью SDS-PAGE, соответствующие фракции объединяли и концентрировали до 2 мг / мл перед преобразованием в нанодиски.Мутант ACA8, лишенный регуляторного домена (ACA8core), был экспрессирован и очищен таким же образом, как и полноразмерный белок.

Регуляторный домен ACA8 (aa 1–130) (ACA8RD) был клонирован в виде конструкции слияния с N-концевым His ₆ -липоамил-TEV-tag ²² в векторе pET28a, и справа был введен цистеин. перед первым остатком регуляторного домена, чтобы обеспечить возможность сайт-специфического мечения с помощью тиол-реактивных зондов. ACA8RD коэкспрессировался вместе с CaM7 в E.coli , штамм C41 ²³ , выращенный в среде 2xTY при 20 ° C в течение 16 часов. Клетки собирали в количестве 4000 × г и ресуспендировали в буфере, содержащем 30 мМ Трис pH 7,5, 300 мМ NaCl, 10% глицерин, 2 мМ CaCl ₂ , 1 мМ Трис- (2-карбоксиэтил) -фосфин (TCEP) ( буфер D) перед лизированием с использованием гомогенизатора высокого давления (EmulsiFlex-C3, Avestin). Очищенный лизат загружали в колонку HisTrap, предварительно уравновешивали буфером D и промывали 20 мМ имидазолом перед элюированием 200 мМ имидазолом с последующим расщеплением протеазой TEV и второй стадией аффинной хроматографии с никелем для отделения His-липоамил-TEV-метки.

Экспрессия и очистка CaM7

CaM7 из A. thaliana использовался в качестве ортолога кальмодулина на протяжении всего исследования. CaM7 в векторе pET42a трансформировали в E.coli Bl21 Gold (DE3) и выращивали в среде LB при 37 ° C. После индукции экспрессии белка с помощью 0,5 мМ изопропил-β-D-1-тиогалактопиранозида (IPTG) клетки выращивали еще в течение 16 часов при 20 ° C и собирали центрифугированием при 3000 × g . Клетки ресуспендировали в 30 мМ Трис pH 7.5, 50 мМ NaCl, 1 мМ ß-ME, 2 мМ CaCl ₂ (буфер В) и разбивали с использованием гомогенизатора высокого давления (EmulsiFlex-C3, Avestin). Лизат очищали центрифугированием при 40000 × g и супернатант связывали с колонкой HiTrap Phenyl HP, предварительно уравновешенной буфером B. CaM7 элюировали 5 мМ EDTA. Фракции, содержащие чистый CaM7, объединяли, концентрировали до 10 мг / мл и хранили при -80 ° C до дальнейшего использования.

Экспрессия и очистка белка мембранного каркаса MSP1D1

MSP1D1 в векторе pET28a трансформировали в E.coli штамм BL21 (DE3) и выращивали в потрясающем бульоне, среде (TB) при 37 ° C. При OD ₆₀₀ 1,5 экспрессию белка индуцировали добавлением 1 мМ изопропил-β-d-1-тиогалактопиранозида (IPTG), и клетки выращивали в течение 4 часов при 37 ° C. Белок очищали в соответствии с модифицированным протоколом, установленным Sligar и соавторами ²⁴ . Вкратце, клетки собирали центрифугированием при 3000 × g , ресуспендировали в буфере для лизиса (50 мМ Tris pH 8,0, 500 мМ NaCl) с 1% Triton X-100 и разрушали с помощью обработки ультразвуком.Очищенный лизат загружали в колонку HisTrap и промывали десятью объемами колонки каждого буфера для лизиса, содержащего 1% Triton X-100 и 50 мМ холат соответственно. MSP1D1 элюировали буфером, содержащим 500 мМ имидазола, фракции, содержащие чистый белок, объединяли и инкубировали с протеазой TEV в течение ночи. Затем протеазу и расщепленную His-метку разделяли с применением второй стадии хроматографии IMAC, и MSP1D1 без His-метки концентрировали до 400 мкМ и хранили при -80 ° C до дальнейшего использования.

Экспрессия и очистка дейтерированного каркасного белка мембран MSP1D1 (dMSP1D1), дейтерированного фосфатидилхолина (dPC) и дейтерированного кальмодулина (d-CaM7) (DE3), как описано ранее

^25,17 . После адаптации штамма к минимальной дейтерированной среде ²⁶ культуры выращивали в хлопьях в 85% дейтерированной минимальной среде с глицерином в качестве источника углерода ²⁷ .Белок очищали в соответствии с модифицированным протоколом, установленным Sligar и соавторами ²⁴ (как описано выше для недейтерированного белка).

Селективно дейтерированный смешанный ацилфосфатидилхолин, PC, был получен в модифицированном штамме E. coli , выращенном в минимально 100% дейтерированной среде с добавлением дейтерированного глицерина (C3D8O3) и частично дейтерированного холина хлорида (триметил-d9, 98%; Eurisotop) как описано ранее ²⁸ . Общие фосфолипиды экстрагировали с использованием метода Bligh and Dyer ²⁹ и очищали в соответствии с основной группой с помощью колоночной хроматографии на силикагеле с различными соотношениями хлороформа и метанола, как описано ранее ²⁸ .

Matchout-меченый CaM7 (d-CaM7) с уровнем дейтерирования 73% был сверхэкспрессирован в штамме E. coli BL21 (DE3), адаптированном к росту в дейтерированной минимальной среде ³⁰ . 1,8 л (конечный объем) дейтерированной культуры периодического ферментера с подпиткой и высокой плотностью клеток ²⁵ проводили при 30 ^ο C. Подкормку глицерином начинали при значении OD ₆₀₀ , равном примерно 5. Экспрессия d- CaM индуцировали при OD ₆₀₀ около 12 добавлением IPTG (0.Конечная концентрация 5 мМ). Клетки собирали при OD ₆₀₀ из 19, что давало 100 г сырого веса клеточной пасты, меченной соответствием. Клетки ресуспендировали в буфере, содержащем 30 мМ Трис pH 8,0, 100 мМ NaCl, 1 мМ CaCl ₂ , лизировали с использованием гомогенизатора высокого давления (EmulsiFlex-C3) и очищали с помощью гидрофобной аффинной хроматографии (с использованием колонки HiTrap Phenyl HP). как описано выше.

Восстановление ACA8 в (скрытые) нанодиски

Для восстановления ACA8 или ACA8core в нанодиски, 50 мМ липидов (1-пальмитоил-2-олеоил- sn -глицеро-3-фосфохолин (POPC), 1-пальмито 2-олеоил-sn-глицеро-3-фосфо- (1′-rac-глицерин) (POPG) или L-α-фосфатидилинозитол (soy-PI) (Avanti Polar Lipids) растворяли в буфере, содержащем 30 мМ Tris pH. 8.0, 200 мМ NaCl, 2 мМ CaCl ₂ , 1 мМ ß-меркаптоэтанол (буфер C) и 100 мМ холат. Липидные смеси содержали 70% POPC и 30% POPG или 70% POPC и 30% соевого ИП соответственно. ACA8, белок каркаса мембраны MSP1D1 и липиды смешивали в молярном соотношении 1: 5: 150 в буфере C, содержащем 20 мМ холата, и инкубировали в течение 1 часа при 4 ° C. Путем добавления шариков для удаления детергента (Thermo Fischer Scientific) в соотношении 1: 1 (об. / Об.) Детергенты удаляли, чтобы инициировать сборку нанодисков, и образец инкубировали в течение ночи при 4 ° C при постоянном перемешивании.Гранулы для удаления детергента удаляли, и образец очищали центрифугированием перед последующей очисткой ACA8 с нанодисками на колонке Superdex200 (GE Healthcare) в буфере, содержащем 20 мМ Трис pH 8,0, 150 мМ NaCl, 1 мМ CaCl ₂ , 1 мМ ß-меркаптоэтанол. Для восстановления ACA8 в скрытых нанодисках-носителях (sND) молярное соотношение всех компонентов и протокол оставались неизменными, но использовались дейтерированный MSP1D1 и дейтерированный PC, а собранные стелс-нанодиски интенсивно диализовали против буфера на основе D ₂ O.

Нативная масс-спектрометрия (NMS)

ACA8, солюбилизированный детергентом (DDM), заменяли на 200 мМ раствор ацетата аммония, pH 8,3, 2x CMC (0,018%) DDM с использованием центробежных фильтров (Vivaspin 500, 100000 MWCO, Sartorius) при 4 ° C и 15000 × г . Капилляры для ионизации методом наноэлектрораспыления (ESI) были приготовлены, как описано перед ³¹ .

Эксперименты МС в собственном режиме были выполнены с источником nanoESI в режиме положительных ионов на QToF2 (Waters and MS Vision), который был модифицирован для анализа ионов большой массы ³² .Давление источника 7 мбар и аргон 1,7 × 10 ^–2 мбар в качестве газа столкновений. Капиллярное и конусное напряжения были установлены на 1,7 кВ и 190 В соответственно. Энергия столкновения была увеличена до 400 В, показанные спектры были записаны при 200 В. Спектры CsI (25 мг / мл) были получены и использованы для калибровки исходных данных с использованием программного обеспечения MassLynx (Waters). Данные были проанализированы с использованием MassLynx и Massign ³³ .

Измерения активности

Активность ACA8 измеряли либо в LMNG, либо на нанодиске, состоящем из различных липидов, а также на нанодиске скрытого носителя с использованием анализа Багинского ³⁴ .Все реакции проводили в буфере, содержащем 150 мМ NaCl, 30 мМ Трис-HCl (pH 7,4 при 25 ° C), 2 мМ MgCl ₂ , 1,95 мМ EGTA и 2 мМ CaCl ₂ , в результате чего получали 50 мкМ конечной свободной Ca ²⁺ концентрация. Три микрограмма очищенного ACA8 в LMNG и 2 мкг ACA8 в нанодиске инкубировали в 50 мкл буфера для образцов с 1 мМ АТФ в течение 10 мин при 25 ° C, после чего реакцию останавливали добавлением 50 мкл раствора аскорбиновой кислоты (140 мМ аскорбиновой кислоты, 0,5 мкл). M HCl, 0,1% SDS, 5 мМ гептамолибдат аммония).Добавление 75 мкл, содержащего 75 мМ цитрата натрия, 2% (мас. / Об.) Метаарсенита натрия и 2% (об. / Об.) Уксусной кислоты, остановило колориметрическую реакцию, и оптическую плотность при 860 нм считывали на микропланшетном ридере Tecan Infinite200 через 10 минут. мин. Кальмодулин добавляли в диапазоне от 5 нМ до 10 мкМ перед добавлением АТФ. Все измерения активности проводились в условиях начальной скорости. Спонтанный и неферментативный гидролиз АТФ только в буфере вычитали из измерений с ACA8.Смешанные липиды содержали 70% POPC и 30% POPG или 70% POPC и 30% соевого ИП соответственно. Калибровочную кривую с использованием фосфата натрия в диапазоне концентраций от 0,01 до 0,6 мМ использовали для определения концентрации высвобожденного фосфата. Все реакции измеряли в трех экземплярах.

Титрование анизотропии флуоресценции

Для измерения анизотропии флуоресценции для мечения ACA8RD или CaM использовали Alexa Fluor 488 C ₅ малеимид. Для флуоресцентного мечения Alexa Fluor 488 C ₅ малеимид добавляли к 40 мкМ ACA8RD- (CaM7) ₂ или 40 мкМ CaM, соответственно, в молярном соотношении 10: 1 и инкубировали в течение ночи при 4 ° C.Реакцию останавливали добавлением 5 мМ -меркаптоэтанола, свободный изотиоцианат флуоресцеина (FITC) отделяли с помощью колонки PD10 и комплекс ACA8RD- (CaM) ₂ диссоциировали добавлением 10 мМ EDTA с последующим связыванием ACA8RD с катионом. обменная хроматографическая колонка для разделения обоих белков. Фракции, содержащие ACA8RD, объединяли, концентрировали и мгновенно замораживали в жидком азоте до дальнейшего использования. СаМ, меченный FITC, использовали сразу после колонки PD10. Измерения проводились на флуоресцентном спектрофотометре Agilent Cary Eclipse.Анизотропию флуоресценции измеряли при возбуждении при 480 нм и испускании при 520 нм и ширине щели 10 нм. Каждое измерение интегрировали в течение 5 с, и напряжение фотоумножителя устанавливали на 700 В. Реакции проводили при 20 ° C в буфере, содержащем 30 мМ Трис pH 8,0, 150 мМ NaCl, 2 мМ CaCl ₂ , 0,5 мМ TCEP. В экспериментах по связыванию 25 мкМ ACA8core (в нанодисках POPC) титровали в 50 нМ флуоресцеин-меченого ACA8RD или полноразмерный ACA8 (в нанодисках POPC) титровали в 15 нМ FITC-меченного CaM.Константы диссоциации были получены путем подгонки данных анизотропии к уравнению, соответствующему модели связывания с одним сайтом с r _obs = r ₀ + (Δr × [P]) / ( K _d + [P)]

Малоугловое рассеяние рентгеновских лучей (SAXS)

¹⁸

SAXS измеряли с помощью прибора Bio-SAXS P12 на накопительном кольце Petra III (DESY, Гамбург, Германия) ³⁵ . Интенсивность рассеяния регистрировалась как функция вектора рассеяния q с \ (\ left | q \ right | \) = 4 \ (\ pi \) sin θ / λ, с использованием длины волны 0.124 нм. Все измерения SAXS проводились при 10 ° C в 30 мМ Трис pH 7,5, 150 мМ NaCl, 2 мМ CaCl ₂ , 2 мМ MgCl ₂ и 0,5 мМ TCEP при концентрациях белка от 1 до 8 мг / мл с время экспозиции 20 × 0,05 с. Среднее значение данных было нормализовано, а фон вычтен с использованием автоматических процедур на канале ³⁶ . Калибровку интенсивности рассеяния в абсолютных единицах ^-1 см проводили с использованием интенсивности прямого рассеяния бычьего сывороточного альбумина.Радиус инерции оценивался по экспериментальной картине МУРР с использованием приближения Гинье, а также по всей кривой рассеяния с помощью программы GNOM ³⁷ . Последний также обеспечивал функцию распределения расстояний, p ( r ), и максимальный размер, D _max (см. Таблицу 1) _.

Малоугловое рассеяние нейтронов (SANS)

¹⁸

Данные SANS для ACA8 в автоингибированном, а также в активированном состоянии (с гидрогенизированным и дейтерированным кальмодулином) были собраны на канале SANS-1 в Forschungs-Neutronenquelle Heinz Майер-Лейбниц (FRMII) в Мюнхене ³⁸ .Все измерения проводились в 100% буфере D ₂ O (30 мМ Трис pH 7,5, 150 мМ NaCl, 1 мМ MgCl ₂ , 1 мМ CaCl ₂ ) с использованием концентрации пробы 3,0–3,5 мг / мл при 10 ° С. Измерения в FRMII проводились на длине волны 5 Å с расстоянием образец-детектор 5,5 м (0,01 < q <0,23 Å ^-1 ), где детектор перемещался на 404 мм в направлении, перпендикулярном лучу. Контрольный образец воды (H ₂ O), буферы, пустая ячейка, прямой пучок и общий бор-кадмиевый поглотитель также были измерены для обработки данных с использованием программного обеспечения BerSANS и дали значения интенсивности одномерного рассеяния I ( q ).Кривые рассеяния для всех образцов были вычтены из буфера с использованием программного обеспечения PRIMUS ³⁶ , а радиусы инерции были извлечены с помощью приближения Гинье. Для наборов данных SANS при 100% D _{2 оценки молекулярной массы} O были получены из прямого рассеяния ( I ₀ ), с контрастом и частичным удельным объемом, определенными из компонентов раствора и последовательности белка с использованием сервера MULCH. (http://smb-research.smb.usyd.edu.au/NCVWeb/) ³⁹ .Все параметры рассеяния МУРН и МУРР были включены в таблицы 1 и 2 в соответствии с рекомендованными правилами публикации для исследований малоуглового рассеяния ⁴⁰ .

Расчет модели на основе данных SANS (ACA8 в нанодисках с невидимым носителем)

Конформационная гибкость ACA8 в его активированном состоянии была исследована с помощью программы ансамбл-оптимизированного моделирования (EOM) ²⁰ . Модель гомологии ACA8core (130aa-1074aa) была создана с помощью программы Phyre2 ⁴¹ с использованием структуры SERCA в конформации E2 (pdb: 3b9b).Пул из 10000 полноразмерных моделей ACA8 с различными конформациями регуляторного домена был создан с помощью RANCH ²⁰ с использованием модели гомологии ACA8core и кристаллической структуры регуляторного домена (pdb: 4aqr) в качестве входных доменов. Теоретическая интенсивность рассеяния каждой модели была рассчитана с помощью CRYSON ⁴² . Метод генетического алгоритма GAJOE ²⁰ из пакета EOM впоследствии был использован для выбора подмножества моделей, кривая средневзвешенного рассеяния которых лучше всего соответствует данным комплекса ACA8-dCaM (рис.5а / Дополнительный рис. 7). Структурные модели отображались с использованием PyMOL ⁴³ .

Регулирование сердечного натриевого насоса

1.

Skou JC (1957) Влияние некоторых катионов на аденозинтрифосфатазу периферических нервов. Biochim Biophys Acta 23: 394–401

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

2.

Hunt SA, Abraham W.T., Chin MH, Feldman AM, Francis GS, Ganiats TG, Jessup M, Konstam MA, Mancini DM, Michl K, Oates JA, Rahko PS, Silver MA, Stevenson LW, Yancy CW (2009) Обновление, сфокусированное на 2009 г., включено в Руководство ACC / AHA 2005 г. по диагностике и лечению сердечной недостаточности у взрослых: отчет Фонда Американского колледжа кардиологов / Целевой группы Американской кардиологической ассоциации по практическим рекомендациям: разработан в сотрудничестве с Международным центром кардиологии. Общество трансплантации сердца и легких.Тираж 119: e391 – e479

PubMed
Статья

Google Scholar

3.

Морт Дж. П., Педерсен Б. П., Туструп-Йенсен М. С., Соренсен Т. Л., Петерсен Дж., Андерсен Дж. П., Вилсен Б., Ниссен П. (2007) Кристаллическая структура натрий-калиевого насоса. Nature 450: 1043–1049

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

4.

Шинода Т., Огава Х, Корнелиус Ф, Тойосима С. (2009) Кристаллическая структура натрий-калиевого насоса на 2.4 Разрешение. Nature 459: 446–450

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

5.

Огава Х, Шинода Т., Корнелиус Ф, Тойосима С. (2009) Кристаллическая структура натрий-калиевого насоса (Na ⁺ , K ⁺ -АТФаза) со связанным калием и уабаином. Proc Natl Acad Sci USA 106: 13742–13747

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

6.

Morth JP, Pedersen BP, Buch-Pedersen MJ, Andersen JP, Vilsen B, Palmgren MG, Nissen P (2011) Структурный обзор плазматической мембраны Na ⁺ , K ⁺ -АТФаза и ионные насосы H + -ATPase . Nat Rev Mol Cell Biol 12: 60–70

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

7.

Morth JP, Poulsen H, Toustrup-Jensen MS, Schack VR, Egebjerg J, Andersen JP, Vilsen B, Nissen P (2009) Структура Na ⁺ , K ⁺ -ATPase и картирование различий изоформ и мутаций, связанных с заболеванием.Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 364: 217–227

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

8.

Horisberger JD, Jaunin P, Good PJ, Rossier BC, Geering K (1991) Совместная экспрессия альфа-1 с предполагаемыми субъединицами бета-3 приводит к функциональным насосам Na ⁺ / K ⁺ в ооцитах Xenopus. Proc Natl Acad Sci USA 88: 8397–8400

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

9.

Geering K (1991) Функциональная роль бета-субъединицы в созревании и внутриклеточном транспорте Na, K-АТФазы. FEBS Lett 285: 189–193

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

10.

Forbush B 3rd, Kaplan JH, Hoffman JF (1978) Характеристика нового фотоаффинного производного уабаина: мечение большого полипептида и протеолипидного компонента Na, K-АТФазы. Биохимия 17: 3667–3676

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

11.

Sweadner KJ, Rael E (2000) Семейство генов FXYD малых регуляторов ионного транспорта или каналов: последовательность кДНК, последовательность сигнатуры белка и экспрессия. Геномика 68: 41–56

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

12.

Аристархова Э., Доннет С., Асиновски Н.К., Свиднер К.Дж. (2002) Дифференциальная регуляция Na, K-АТФазы в почках с помощью вариантов сплайсинга гамма-субъединицы. J Biol Chem 277: 10162–10172

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

13.

McDonough AA, Zhang Y, Shin V, Frank JS (1996) Субклеточное распределение субъединиц изоформы натриевого насоса в сердечных миоцитах млекопитающих. Am J Physiol 270: C1221 – C1227

PubMed
CAS

Google Scholar

14.

James PF, Grupp IL, Grupp G, Woo AL, Askew GR, Croyle ML, Walsh RA, Lingrel JB (1999) Идентификация особой роли изоформы Na, K-АТФазы α2 как регулятора кальций в сердце. Mol Cell 3: 555–563

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

15.

Tulloch LB, Howie J, Wypijewski KJ, Wilson CR, Bernard WG, Shattock MJ, Fuller W (2011) Ингибирующее действие фосфолеммана на натриевый насос требует его пальмитоилирования. J Biol Chem 286: 36020–36031

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

16.

Bossuyt J, Ai X, Moorman JR, Pogwizd SM, Bers DM (2005) Экспрессия и фосфорилирование фосфолеммана регуляторной субъединицы Na-насоса при сердечной недостаточности. Circ Res 97: 558–565

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

17.

Semb SO, Lunde PK, Holt E, Tonnessen T, Christensen G, Sejersted OM (1998) Снижение емкости миокарда Na ⁺ , K ⁺ при застойной сердечной недостаточности после инфаркта миокарда у крыс. J Mol Cell Cardiol 30: 1311–1328

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

18.

Dostanic I, Schultz Jel J, Lorenz JN, Lingrel JB (2004) Альфа-1-изоформа Na, K-АТФазы регулирует сердечную сократимость и функционально взаимодействует и локализуется с обменником Na / Ca в сердце.J Biol Chem 279: 54053–54061

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

19.

Berry RG, Despa S, Fuller W., Bers DM, Shattock MJ (2007) Дифференциальное распределение и регуляция сердечного Na ⁺ / K ⁺ -АТФазы субъединиц альфа1 и альфа2 в Т-канальце и поверхностные сарколеммальные мембраны. Cardiovasc Res 73: 92–100

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

20.

Juhaszova M, Blaustein MP (1997) Na ⁺ Изоформы α-субъединиц с низким и высоким сродством к уабаину по-разному распределены в клетках. Proc Natl Acad Sci USA 94: 1800–1805

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

21.

Шварц А., Петрашевская Н.Н. (2001) Важность кальция в интерпретации функции изоформы NaK-АТФазы в сердце мыши. Cardiovasc Res 51: 9–12

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

22.

Despa S, Lingrel JB, Bers DM (2012) Альфа2-изоформа Na / K-АТФазы предпочтительно модулирует переходные процессы Ca и высвобождение Ca саркоплазматического ретикулума в сердечных миоцитах. Cardiovasc Res 95: 480–486

Google Scholar

23.

Despa S, Brette F, Orchard CH, Bers DM (2003) Обмен Na / Ca и функция Na / K-АТФазы одинаково сконцентрированы в поперечных канальцах желудочковых миоцитов крыс. Biophys J 85: 3388–3396

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

24.

Swift F, Tovsrud N, Enger UH, Sjaastad I, Sejersted OM (2007) Альфа-изоформа Na ⁺ / K ⁺ -АТФазы регулирует сердечную сократимость кардиомиоцитов крыс. Cardiovasc Res 75: 109–117

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

25.

Lubarski I, Pihakaski-Maunsbach K, Karlish SJ, Maunsbach AB, Garty H (2005) Взаимодействие с Na, K-АТФазой и тканевое распределение FXYD5 (связанное с ионным каналом).J Biol Chem 280: 37717–37724

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

26.

Mullins LJ (1981) Ионный транспорт в сердце. Raven Press, Нью-Йорк

Google Scholar

27.

Molitoris BA, Kinne R (1987) Ишемия вызывает дисфункцию поверхностных мембран. Механизм измененного Na ⁺ -зависимого транспорта глюкозы. J Clin Invest 80: 647–654

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

28.

Blaustein MP (1977) Ионы натрия, ионы кальция, регуляция артериального давления и гипертония: переоценка и гипотеза. Am J Physiol 232: C165 – C173

PubMed
CAS

Google Scholar

29.

Shattock MJ (2009) Phospholemman: его роль в нормальной физиологии сердца и потенциал в качестве лекарственной мишени при болезни. Curr Opin Pharmacol 9: 160–166

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

30.

Sperelakis N, Lee EC (1971) Характеристика (Na ⁺ , K ⁺ ) -АТФазы, выделенной из эмбрионального куриного сердца и культивированных клеток куриного сердца. Biochim Biophys Acta 233: 562–579

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

31.

Philipson KD, Nishimoto AY (1983) АТФ-зависимый транспорт Na ⁺ в сарколеммальных пузырьках сердца. Biochim Biophys Acta 733: 133–141

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

32.

Collins A, Somlyo AV, Hilgemann DW (1992) Метод гигантского пластыря сердечной мембраны: стимуляция выходящего наружу обменного тока Na (+) — Ca ²⁺ с помощью MgATP. J Physiol 454: 27–57

PubMed
CAS

Google Scholar

33.

Allue I, Gandelman O, Dementieva E, Ugarova N, Cobbold P (1996) Доказательства быстрого потребления миллимолярных концентраций цитоплазматического АТФ во время окоченения контрактуры метаболически нарушенных одиночных кардиомиоцитов.Biochem J 319 (Pt 2): 463–469

PubMed
CAS

Google Scholar

34.

Van Emous JG, Vleggeert-Lankamp CLAM, Nederhoff MGJ, Ruigrok TJC, Van Echteld CJA (2001) Постишемический Na ⁺ -K ⁺ -АтФаза реактивация задерживается в отсутствие изолированного гликолитического АТФ крысиные сердца. Am J Physiol 280: h3189 – h3195

Google Scholar

35.

Hong M, Kefaloyianni E, Bao L, Malester B, Delaroche D, Neubert TA, Coetzee WA (2011) Сердечный АТФ-чувствительный канал K + связан с комплексом гликолитических ферментов.Faseb J 25: 2456–2467

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

36.

Sejersted OM, Wasserstrom JA, Fozzard HA (1988) Стимуляция Na, K помпы внутриклеточным Na в изолированных, интактных сердечных волокнах Пуркинье овец. J Gen Physiol 91: 445–466

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

37.

Nakao M, Gadsby DC (1989) [Na] и [K] зависимость отношения тока-напряжения Na / K насоса в миоцитах желудочков морских свинок.J Gen Physiol 94: 539–565

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

38.

Shattock MJ, Matsuura H (1993) Измерение тока накачки Na ⁺ -K ⁺ в изолированных миоцитах желудочков кролика с использованием метода фиксации напряжения целых клеток. Ингибирование насоса окислительным стрессом. Circ Res 72: 91–101

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

39.

Despa S, Bossuyt J, Han F, Ginsburg KS, Jia LG, Kutchai H, Tucker AL, Bers DM (2005) Фосфолемман-фосфорилирование опосредует бета-адренергические эффекты на функцию насоса Na / K в сердечных миоцитах. Circ Res 97: 252–259

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

40.

Shattock MJ, Bers DM (1989) Крыса против желудочка кролика: поток Са и внутриклеточный Na оцениваются с помощью ионоселективных микроэлектродов. Am J Physiol 256: C813 – C822

PubMed
CAS

Google Scholar

41.

Lederer WJ, Niggli E, Hadley RW (1990) Обмен натрия и кальция в возбудимых клетках: нечеткое пространство. Наука 248: 283

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

42.

Leblanc N, Hume JR (1990) Высвобождение кальция из сердечного саркоплазматического ретикулума, вызванное током натрия. Наука 248: 372–376

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

43.

Билен Ф.В., Глитч Х.Г., Вердонк Ф. (1991) Изменения субсарколеммальной концентрации Na + в сердечных клетках с внутренней перфузией.Biochim Biophys Acta 1065: 269–271

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

44.

Carmeliet E (1992) Нечеткое субсарколеммальное пространство для внутриклеточного Na + в сердечных клетках? Cardiovasc Res 26: 433–442

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

45.

Wendt-Gallitelli MF, Voigt T, Isenberg G (1993) Микрогетерогенность субсарколеммальных градиентов натрия.Электронно-зондовый микроанализ миоцитов желудочков морских свинок. J Physiol 472: 33–44

PubMed
CAS

Google Scholar

46.

Despa S, Kockskamper J, Blatter LA, Bers DM (2004) индуцированные насосом Na / K градиенты [Na] (i) в миоцитах желудочков крыс, измеренные с помощью двухфотонной микроскопии. Biophys J 87: 1360–1368

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

47.

Despa S, Bers DM (2003) Ток накачки Na / K и [Na] (i) в миоцитах желудочков кролика: локальное истощение [Na] (i) и буферизация Na. Biophys J 84: 4157–4166

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

48.

Silverman BZ, Warley A, Miller JI, James AF, Shattock MJ (2003) Имеется ли временное повышение субсарколеммального Na и активация тока насоса Na / K после активации I (Na) в желудочках? миокард? Cardiovasc Res 57: 1025–1034

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

49.

Winslow RL, Rice J, Jafri S, Marban E, O’Rourke B (1999) Механизмы измененной связи возбуждения и сокращения при сердечной недостаточности, вызванной тахикардией у собак, II: модельные исследования. Circ Res 84: 571–586

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

50.

О’Рурк Б., Касс Д.А., Томаселли Г.Ф., Кааб С., Тунин Р., Марбан Э. (1999) Механизмы измененной связи возбуждения и сокращения при сердечной недостаточности, вызванной тахикардией у собак, I: экспериментальные исследования.Circ Res 84: 562–570

PubMed
Статья

Google Scholar

51.

Weber CR, Ginsburg KS, Bers DM (2003) Субмембранные кардиальные [Na ⁺ ] переходные процессы, воспринимаемые обменным током Na ⁺ -Ca ²⁺ . Circ Res 92: 950–952

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

52.

Despa S, Islam MA, Weber CR, Pogwizd SM, Bers DM (2002) Внутриклеточная концентрация Na (+) повышается при сердечной недостаточности, но функция насоса Na / K не изменяется.Тираж 105: 2543–2548

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

53.

Ундровинас А.И., Мальцев В.А., Саббах Х.Н. (1999) Нарушения реполяризации кардиомиоцитов у собак с хронической сердечной недостаточностью: роль устойчивого внутреннего тока. Cell Mol Life Sci 55: 494–505

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

54.

Nakao M, Gadsby DC (1986) Зависимость от напряжения транслокации Na насосом Na / K.Nature 323: 628–630

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

55.

Gadsby DC (1984) Na / K насос сердечных клеток. Анну Рев Biophys Bioeng 13: 373–398

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

56.

Horisberger JD, Kharoubi-Hess S (2002) Функциональные различия между изоформами альфа-субъединиц Na, K-АТФазы крысы, экспрессируемой в ооцитах Xenopus.J Physiol 539: 669–680

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

57.

Crambert G, Hasler U, Beggah AT, Yu C., Modyanov NN, Horisberger JD, Lelievre L, Geering K (2000) Транспортные и фармакологические свойства девяти различных изоферментов Na, K-АТФазы человека. J Biol Chem 275: 1976–1986

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

58.

Bers DM (2002) Связь возбуждения и сокращения сердца.Nature 415: 198–205

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

59.

Bossuyt J, Despa S, Han F, Hou Z, Robia SL, Lingrel JB, Bers DM (2009) Изоформная специфичность ассоциации Na / K-АТФазы и регуляция фосфолемманом. J Biol Chem 284: 26749–26757

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

60.

Fuller W, Eaton P, Bell JR, Shattock MJ (2003) Вызванное ишемией фосфорилирование фосфолеммана непосредственно активирует Na / K-АТФазу сердца крысы.Faseb J 18: 197–199

PubMed

Google Scholar

61.

Fuller W, Howie J, McLatchie LM, Weber RJ, Hastie CJ, Burness K, Pavlovic D, Shattock MJ (2009) Фосфорилирование FXYD1 in vitro и в сердечных миоцитах взрослых крыс: треонин 69 является новым субстратом для протеинкиназа C. Am J Physiol Cell Physiol 296: C1346 – C1355

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

62.

Павлович Д., Фуллер В., Шатток М.Дж. (2007) Внутриклеточная область FXYD1 достаточна для регулирования сердечной Na / K-АТФазы. Faseb J 21: 1539–1546

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

63.

Silverman BZ, Fuller W., Eaton P, Deng J, Moorman JR, Cheung JY, James AF, Shattock MJ (2005) Фосфорилирование фосфолеммана серином 68: острая изоформ-специфическая активация сердечной Na / K-АТФазы. Cardiovasc Res 65: 93–103

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

64.

Glitsch HG, Krahn T, Pusch H, Suleymanian M (1989) Влияние изопреналина на активный транспорт Na в сердечных волокнах Пуркинье овец. Pflugers Arch 415: 88–94

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

65.

Desilets M, Baumgarten CM (1986) Изопротеренол непосредственно стимулирует насос Na ⁺ -K ⁺ в изолированных сердечных миоцитах. Am J Physiol 251: h318 – h325

PubMed
CAS

Google Scholar

66.

Kockskamper J, Erlenkamp S, Glitsch HG (2000) Активация пути цАМФ-протеинкиназы A облегчает транслокацию Na ⁺ насосом Na ⁺ -K ⁺ в желудочковых миоцитах морских свинок. J Physiol 523: 561–574

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

67.

Добрецов М., Гастингс С.Л., Стимерс Дж. Р. (1998) Na (+) — K + насосный цикл во время бета-адренергической стимуляции сердечных миоцитов взрослых крыс.J Physiol 507 (Pt 2): 527–539

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

68.

Gao J, Cohen IS, Mathias RT, Baldo GJ (1994) Регулирование β-стимуляции тока насоса Na ⁺ -K ⁺ в миоцитах желудочков морских свинок с помощью цАМФ-зависимых Путь PKA. J Physiol 477: 373–380

PubMed
CAS

Google Scholar

69.

White CN, Liu CC, Garcia A, Hamilton EJ, Chia KK, Figtree GA, Rasmussen HH (2010) Активация цАМФ-зависимой передачи сигналов индуцирует окислительную модификацию сердечного Na ⁺ -K ⁺ насос и подавляет его активность.J Biol Chem 285: 13712–13720

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

70.

Gao J, Cohen IS, Mathias RT, Baldo GJ (1998) Ингибирующее действие бета-стимуляции на ток Na / K насоса в желудочковых миоцитах морских свинок опосредуется цАМФ-зависимым путем PKA. Pflugers Arch 435: 479–484

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

71.

Ishizuka N, Berlin JR (1993) Бета-адренергическая стимуляция не регулирует функцию насоса Na в желудочковых миоцитах с ограниченным напряжением сердца крысы. Pflugers Arch 424: 361–363

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

72.

Gao J, Mathias RT, Cohen IS, Shi J, Baldo GJ (1996) Влияние бета-стимуляции на соотношение тока и напряжения Na (+) — K + насоса в желудочковых миоцитах морских свинок. J Physiol 494: 697–708

PubMed
CAS

Google Scholar

73.

McLatchie LM, Berry RG, Shattock MJ (2007) Фосфолемман-индуцированная модуляция сродства Na / K АТФазы к Na зависит от внутриклеточного кальция. J Mol Cell Cardiol 42: S21

Артикул

Google Scholar

74.

Cheng SX, Aizman O, Nairn AC, Greengard P, Aperia A (1999) [Ca ²⁺ ] _i определяет влияние протеинкиназ A и C на активность Na ^{+ в почках крыс.} , К ⁺ -ATPase.J Physiol 518: 37–46

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

75.

Gao J, Mathias RT, Cohen IS, Baldo GJ (1992) Изопреналин, Ca ²⁺ и насос Na (+) — K ⁺ в миоцитах желудочков морских свинок. J Physiol 449: 689–704

PubMed
CAS

Google Scholar

76.

Чибалин А.В., Кац А.И., Берггрен П.О., Берторелло А.М. (1997) Опосредованное рецептором ингибирование почечной Na ⁺ -K ⁺ -АТФазы связано с эндоцитозом ее α- и β-субъединиц.Am J Physiol 273: C1458 – C1465

PubMed
CAS

Google Scholar

77.

Chibalin AV, Ogimoto G, Pedemonte CH, Pressley TA, Katz AI, Feraille E, Berggren PO, Bertorello AM (1999) Инициируется индуцированный допамином эндоцитоз Na ⁺ , K ⁺ -АТФаза фосфорилированием Ser-18 в α-субъединице крысы и отвечает за снижение активности в эпителиальных клетках. J Biol Chem 274: 1920–1927

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

78.

Chibalin AV, Pedemonte CH, Katz AI, Feraille E, Berggren PO, Bertorello AM (1998) Фосфорилирование каталитической α-субъединицы представляет собой запускающий сигнал для эндоцитоза Na ⁺ , K ⁺ -АТФазы. J Biol Chem 273: 8814–8819

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

79.

Gao J, Mathias RT, Cohen IS, Wang Y, Sun X, Baldo GJ (1999) Активация PKC увеличивает Na ⁺ -K ⁺ насосный ток в желудочковых миоцитах сердца морской свинки.Pflugers Arch 437: 643–651

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

80.

Wang Y, Gao J, Mathias RT, Cohen IS, Sun X, Baldo GJ (1998) альфа-адренергические эффекты на Na ⁺ -K ⁺ насосный ток в желудочковых миоцитах морских свинок. J Physiol 509 (Pt 1): 117–128

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

81.

Han F, Bossuyt J, Despa S, Tucker AL, Bers DM (2006) Фосфорилирование фосфолеммана опосредует эффекты протеинкиназы C на функцию насоса Na ⁺ / K ⁺ в сердечных миоцитах.Circ Res 99: 1376–1383

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

82.

Lundmark JL, Ramasamy R, Vulliet PR, Schaefer S (1999) Хелеритрин увеличивает активность Na-K-АТФазы и ограничивает ишемическое повреждение изолированного сердца крысы. Am J Physiol 277: H999 – h2006

PubMed
CAS

Google Scholar

83.

Buhagiar KA, Hansen PS, Bewick NL, Rasmussen HH (2001) Протеинкиназа Cε способствует регуляции сарколеммальной помпы Na ⁺ -K ⁺ .Am J Physiol 281: C1059 – C1063

CAS

Google Scholar

84.

White CN, Figtree GA, Liu CC, Garcia A, Hamilton EJ, Chia KK, Rasmussen HH (2009) Ангиотензин II ингибирует насос Na ⁺ -K ⁺ посредством PKC-зависимой активации NADPH оксидаза. Am J Physiol Cell Physiol 296: C693 – C700

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

85.

Semb SO, Sejersted OM (1997) Контрактура, вызванная кальцием, стимулирует скорость накачки Na, K в изолированных сердечных волокнах Пуркинье овцы.J Mol Cell Cardiol 29: 2197–2212

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

86.

William M, Hamilton EJ, Garcia A, Bundgaard H, Chia KK, Figtree GA, Rasmussen HH (2008) Натрийуретические пептиды стимулируют сердечную натриевую помпу посредством NPR-C-связанной активации NOS. Am J Physiol Cell Physiol 294: C1067 – C1073

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

87.

William M, Vien J, Hamilton E, Garcia A, Bundgaard H, Clarke RJ, Rasmussen HH (2005) Нитропруссид натрия, донор оксида азота, стимулирует насос Na ⁺ -K ⁺ в изолированных сердечных миоцитах кролика. J Physiol 565: 815–825

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

88.

White CN, Hamilton EJ, Garcia A, Wang D, Chia KK, Figtree GA, Rasmussen HH (2008) Противоположные эффекты связанной и несвязанной активности NOS на Na ⁺ -K ⁺ насос в сердечные миоциты.Am J Physiol Cell Physiol 294: C572 – C578

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

89.

Bundgaard H, Liu CC, Garcia A, Hamilton EJ, Huang Y, Chia KK, Hunyor SN, Figtree GA, Rasmussen HH (2010) бета (3) адренергическая стимуляция сердца Na ⁺ -K Насос ⁺ путем отмены ингибирующей окислительной модификации. Тираж 122: 2699–2708

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

90.

Liang M, Knox FG (1999) Оксид азота снижает молекулярную активность Na ⁺ , K ⁺ -АТФазы в клетках почек опоссума. Kidney Int 56: 627–634

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

91.

Канг Д.Г., Ким Дж. В., Ли Дж. (2000) Эффекты ингибирования синтеза оксида азота на активность Na, K-АТФазы в почках. Pharmacol Res 41: 123–127

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

92.

Дедкова Е.Н., Ван Ю.Г., Джи Х, Блаттер Л.А., Самарел А.М., Липсиус С.Л. (2007) Сигнальные механизмы в опосредованной сокращением стимуляции продукции внутриклеточного NO в миоцитах желудочков кошек. J Physiol 580: 327–345

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

93.

Khan SA, Skaf MW, Harrison RW, Lee K, Minhas KM, Kumar A, Fradley M, Shoukas AA, Berkowitz DE, Hare JM (2003) Регулирование сократимости миокарда и цикличность кальция оксидом азота: независимое влияние нейрональных и эндотелиальных синтаз оксида азота.Circ Res 92: 1322–1329

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

94.

Павлович Д., Холл А.Р., Фуллер В., Шатток М.Дж. (2010) Быстрая стимуляция стимулирует Na / K-АТФазу в миоцитах желудочков крыс через оксид азота и фосфолемман-зависимый механизм. Тираж 122: A16046

Google Scholar

95.

Presti CF, Jones LR, Lindemann JP (1985) Индуцированное изопротеренолом фосфорилирование 15-килодальтонного сарколеммального белка в интактном миокарде.J Biol Chem 260: 3860–3867

PubMed
CAS

Google Scholar

96.

Presti CF, Scott BT, Jones LR (1985) Идентификация активности эндогенной протеинкиназы C и ее внутреннего 15-килодальтонного субстрата в очищенных сердечных сарколеммальных везикулах собак. J Biol Chem 260: 13879–13889

PubMed
CAS

Google Scholar

97.

Moorman JR, Palmer CJ, John JE, Durieux ME, Jones LR (1992) Экспрессия фосфолеммана индуцирует активированный гиперполяризацией хлоридный ток в ооцитах Xenopus.J Biol Chem 267: 14551–14554

PubMed
CAS

Google Scholar

98.

Moorman JR, Ackerman SJ, Kowdley GC, Griffin MP, Mounsey JP, Chen Z, Cala SE, O’Brian JJ, Szabo G, Jones LR (1995) Унитарные анионные токи через молекулы фосфолеммановых каналов. Nature 377: 737–740

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

99.

Chen Z, Jones LR, O’Brian JJ, Moorman JR, Cala SE (1998) Структурные домены в фосфолеммане: возможная роль карбоксильного конца в инактивации каналов.Circ Res 82: 367–374

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

100.

Crambert G, Fuzesi M, Garty H, Karlish S, Geering K (2002) Фосфолемман (FXYD1) связывается с Na, K-АТФазой и регулирует ее транспортные свойства. Proc Natl Acad Sci USA 99: 11476–11481

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

101.

Fuller W, Eaton P, Bell JR, Shattock MJ (2004) Индуцированное ишемией фосфорилирование фосфолеммана непосредственно активирует Na / K-АТФазу сердца крысы.FASEB J 18: 197–199

PubMed
CAS

Google Scholar

102.

Bossuyt J, Despa S, Martin JL, Bers DM (2006) Фосфорилирование фосфолеммана изменяет его резонансный перенос энергии флуоресценции с помощью насоса Na / K-ATPase. J Biol Chem 281: 32765–32773

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

103.

Walaas SI, Czernik AJ, Olstad OK, Sletten K, Walaas O (1994) Протеинкиназа C и циклическая AMP-зависимая протеинкиназа фосфорилирует фосфолемман, регулируемый инсулином и адреналином мембранный фосфопротеин, в определенных участках в карбокси-концевой домен.Biochem J 304: 635–640

PubMed
CAS

Google Scholar

104.

Lu KP, Kemp BE, Means AR (1994) Идентификация детерминант субстратной специфичности для регулируемой клеточного цикла протеинкиназы NIMA. J Biol Chem 269: 6603–6607

PubMed
CAS

Google Scholar

105.

Лифшиц Ю., Линдзен М., Гарти Х, Карлиш С.Дж. (2006) Функциональные взаимодействия фосфолеммана (PLM) (FXYD1) с Na ⁺ , K ⁺ -АТФаза.Очистка комплексов альфа1 / бета1 / PLM, экспрессированных в Pichia pastoris. J Biol Chem 281: 15790–15799

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

106.

Han F, Tucker AL, Lingrel JB, Despa S, Bers DM (2009) Зависимость от внеклеточного калия Na ⁺ -K ⁺ -АТФазы в сердечных миоцитах: специфичность изоформ и эффект фосфолеммана. Am J Physiol Cell Physiol 297: C699 – C705

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

107.

Zhang XQ, Moorman JR, Ahlers BA, Carl LL, Lake DE, Song J, Mounsey JP, Tucker AL, Chan YM, Rothblum LI, Stahl RC, Carey DJ, Cheung JY (2006) Сверхэкспрессия фосфолеммана ингибирует Na ⁺ — K ⁺ -АТФаза в сердечных миоцитах взрослых крыс: значимость для снижения активности насоса Na ⁺ в постинфарктных миоцитах. J Appl Physiol 100: 212–220

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

108.

Bibert S, Roy S, Schaer D, Horisberger JD, Geering K (2008) Фосфорилирование фосфолеммана (FXYD1) протеинкиназами A и C модулирует различные изоферменты Na, K-АТФазы.J Biol Chem 283: 476–486

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

109.

Cirri E, Katz A, Mishra NK, Belogus T, Lifshitz Y, Garty H, Karlish SJ, Apell HJ (2011) Фосфолемман (FXYD1) повышает сродство человеческой альфа1бета1 изоформы Na, K-АТФазы для ионов Na. Биохимия 50: 3736–3748

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

110.

Bibert S, Liu CC, Figtree GA, Garcia A, Hamilton EJ, Marassi FM, Sweadner KJ, Cornelius F, Geering K, Rasmussen HH (2011) Обратное ингибирование белков FXYD Na ⁺ -K ⁺ насос, опосредованный глутатионилированием его субъединицы {beta} 1.J Biol Chem 286: 18562–18572

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

111.

Белл Дж. Р., Кеннингтон Е., Фуллер В., Диге К., Донохью П., Кларк Дж. Е., Джиа Л. Г., Такер А. Л., Мурман Дж. Р., Марбер М. С., Итон П., Данн М. Дж., Шатток М. сердце мыши с нокаутом по фосфолемману: снижение функции левого желудочка с повышенной активностью Na-K-ATPase. Am J Physiol Heart Circ Physiol 294: H613 – H621

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

112.

Simmerman HK, Jones LR (1998) Фосфоламбан: структура белка, механизм действия и роль в сердечной функции. Physiol Rev 78: 921–947

PubMed
CAS

Google Scholar

113.

Gao J, Wymore R, Wymore RT, Wang Y, McKinnon D, Dixon JE, Mathias RT, Cohen IS, Baldo GJ (1999) Изоформ-специфическая регуляция натриевого насоса с помощью альфа- и бета-адренергических рецепторов. агонисты в желудочке морской свинки. J Physiol 516: 377–383

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

114.

Gao J, Wymore R, Wymore RT, Wang Y, McKinnon D, Dixon JE, Mathias RT, Cohen IS, Baldo GJ (1999) Изоформ-специфическая регуляция натриевого насоса альфа- и бета-адренергическими агонистами в морских свинках. желудочек свиньи. J Physiol 516 (Pt 2): 377–383

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

115.

Lupfert C, Grell E, Pintschovius V, Apell HJ, Cornelius F, Clarke RJ (2001) Ограничение скорости цикла насоса Na (+), K (+) — АТФазы.Biophys J 81: 2069–2081

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

116.

Price EM, Lingrel JB (1988) Взаимоотношения структура-функция в альфа-субъединице Na, K-АТФазы: сайт-направленный мутагенез глутамина-111 до аргинина и аспарагина-122 до аспарагиновой кислоты генерирует устойчивый к уабаину фермент. Биохимия 27: 8400–8408

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

117.

Price EM, Rice DA, Lingrel JB (1990) Структурно-функциональные исследования Na, K-АТФазы. Сайт-направленный мутагенез пограничных остатков внеклеточного домена h2-h3 альфа-субъединицы. J Biol Chem 265: 6638–6641

PubMed
CAS

Google Scholar

118.

Лифшиц Ю., Петрович Э., Хавив Х., Гольдшлегер Р., Таль Д.М., Гарти Х., Карлиш С.Дж. (2007) Очистка человеческой альфа2-изоформы Na, К-АТФазы, экспрессируемой в Pichia pastoris.Стабилизация липидами и FXYD1. Биохимия 46: 14937–14950

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

119.

Neumann J, Gupta RC, Jones LR, Bodor GS, Bartel S, Krause EG, Pask HT, Schmitz W, Scholz H, Watanabe AM (1995) Взаимодействие агонистов бета-адренорецепторов и аденозиновых рецепторов при фосфорилировании. Идентификация белков-мишеней в желудочках млекопитающих. J Mol Cell Cardiol 27: 1655–1667

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

120.

Neumann J, Maas R, Boknik P, Jones LR, Zimmermann N, Scholz H (1999) Фармакологическая характеристика активности протеинфосфатазы в препаратах из сердечной недостаточности человека. J Pharmacol Exp Ther 289: 188–193

PubMed
CAS

Google Scholar

121.

El-Armouche A, Wittkopper K, Fuller W, Howie J, Shattock MJ, Pavlovic D (2011) Фосфолемман-зависимая регуляция сердечной активности Na / K-АТФазы модулируется ингибитором-1 чувствительного типа — 1 фосфатаза.Faseb J 25: 4467–4475

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

122.

Neumann J, Eschenhagen T, Jones LR, Linck B, Schmitz W., Scholz H, Zimmermann N (1997) Повышенная экспрессия сердечных фосфатаз у пациентов с терминальной сердечной недостаточностью. J Mol Cell Cardiol 29: 265–272

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

123.

Пиеске Б., Хаузер С.Р. (2003) [Na ⁺ ] _i Работа с больным человеческим сердцем.Cardiovasc Res 57: 874–886

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

124.

Pieske B, Maier LS, Piacentino V 3rd, Weisser J, Hasenfuss G, Houser S (2002) Зависимость от скорости [Na ⁺ ] _i и сократимость в исправном и поврежденном миокарде человека. Тираж 106: 447–453

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

125.

Despa S, Tucker AL, Bers DM (2008) Фосфолемман-опосредованная активация пределов Na / K-АТФазы [Na] (i) и инотропного состояния во время бета-адренергической стимуляции в миоцитах желудочков мышей. Тираж 117: 1849–1855

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

126.

Mitchell DA, Vasudevan A, Linder ME, Deschenes RJ (2006) Пальмитоилирование белков семейством белков S-ацилтрансфераз DHHC. J Lipid Res 47: 1118–1127

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

127.

Linder ME, Deschenes RJ (2007) Пальмитоилирование: контроль стабильности и трафика белка. Nat Rev Mol Cell Biol 8: 74–84

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

128.

Huang C, Duncan JA, Gilman AG, Mumby SM (1999) Постоянная мембранная ассоциация активированных и депальмитоилированных альфа-субъединиц G-белка. Proc Natl Acad Sci USA 96: 412–417

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

129.

Mumby SM, Kleuss C, Gilman AG (1994) Рецепторная регуляция пальмитоилирования G-белка. Proc Natl Acad Sci USA 91: 2800–2804

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

130.

Tian L, Jeffries O, McClafferty H, Molyvdas A, Rowe IC, Saleem F, Chen L, Greaves J, Chamberlain LH, Knaus HG, Ruth P, Shipston MJ (2008) Palmitoylation gates регулирование, зависимое от фосфорилирования калиевых каналов ВК. Proc Natl Acad Sci USA 105: 21006–21011

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

131.

Singaraja RR, Kang MH, Vaid K, Sanders SS, Vilas GL, Arstikaitis P, Coutinho J, Drisdel RC, El-Husseini Ael D, Green WN, Berthiaume L, Hayden MR (2009) Пальмитоилирование переносчика АТФ-связывающей кассеты A1 имеет важное значение для его торговли и функционирования. Circ Res 105: 138–147

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

132.

Resh MD (2006) Пальмитоилирование лигандов, рецепторов и внутриклеточных сигнальных молекул.Sci STKE 2006: re14

133.

Канг Р., Ван Дж., Арстикайтис П., Такахаши Х., Хуанг К., Бейли А.О., Томпсон Дж. Х., Рот А.Ф., Дрисдел Р.С., Мастро Р., Грин В.Н., Йетс-младший 3-й, Дэвис Н.Г. , El-Husseini A (2008) Нейральная пальмитоил-протеомика выявляет динамическое синаптическое пальмитоилирование. Nature 456: 904–909

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

134.

Roth AF, Wan J, Bailey AO, Sun B, Kuchar JA, Green WN, Phinney BS, Yates JR 3rd, Davis NG (2006) Глобальный анализ пальмитоилирования белка в дрожжах.Ячейка 125: 1003–1013

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

135.

Shipston MJ (2011) Регулирование ионных каналов с помощью пальмитоилирования белков. J Biol Chem 286: 8709–8716

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

136.

Корнелиус Ф., Махмуд Ю.А. (2003) Функциональная модуляция натриевого насоса: регуляторные белки «Fixit». Новости Physiol Sci 18: 119–124

PubMed
CAS

Google Scholar

137.

Franzin CM, Gong XM, Teriete P, Marassi FM (2007) Структуры регуляторных белков FXYD в липидных мицеллах и мембранах. J Bioenerg Biomembr 39: 379–383

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

138.

Teriete P, Thai K, Choi J, Marassi FM (2009) Эффекты фосфорилирования PKA на конформацию Na, K-ATPase регуляторного белка FXYD1. Biochim Biophys Acta 1788: 2462–2470

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

139.

Ahlers BA, Zhang XQ, Moorman JR, Rothblum LI, Carl LL, Song J, Wang J, Geddis LM, Tucker AL, Mounsey JP, Cheung JY (2005) Идентификация эндогенного ингибитора сердечной деятельности Na ⁺ / Ca ²⁺ теплообменник, фосфолемман. J Biol Chem 280: 19875–19882

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

140.

Zhang XQ, Ahlers BA, Tucker AL, Song J, Wang J, Moorman JR, Mounsey JP, Carl LL, Rothblum LI, Cheung JY (2006) Фосфолемановское ингибирование сердечной деятельности Na ⁺ / Ca ^{Обменник 2+} .Роль фосфорилирования. J Biol Chem 281: 7784–7792

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

141.

Wang X, Gao G, Guo K, Yarotskyy V, Huang C, Elmslie KS, Peterson BZ (2010) Phospholemman модулирует стробирование сердечных кальциевых каналов L-типа. Biophys J 98: 1149–1159

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

142.

Guo K, Wang X, Gao G, Huang C, Elmslie KS, Peterson BZ (2010) Аминокислотные замены в мотиве FXYD усиливают индуцированную фосфолемманом модуляцию сердечных кальциевых каналов L-типа.Am J Physiol Cell Physiol 299: C1203 – C1211

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

143.

Song Q, Pallikkuth S, Bossuyt J, Bers DM, Robia SL (2011) Фосфомиметические мутации усиливают олигомеризацию фосфолеммана и модулируют его взаимодействие с Na / K-АТФазой. J Biol Chem 286: 9120–9126

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

144.

Beevers AJ, Kukol A (2006) Вторичная структура, ориентация и олигомеризация фосфолеммана, сердечного трансмембранного белка. Protein Sci 15: 1127–1132

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

145.

Биверс А.Дж., Кукол А. (2007) Трансмембранная структура фосфолеммана выявляет потенциальные взаимодействия с Na ⁺ / K ⁺ -АТФаза. J Biol Chem 282: 32742–32748

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

146.

Kimura Y, Kurzydlowski K, Tada M, MacLennan DH (1997) Ингибирующая функция фосфоламбана активируется деполимеризацией. J Biol Chem 272: 15061–15064

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

147.

Simmerman HK, Collins JH, Theibert JL, Wegener AD, Jones LR (1986) Анализ последовательности фосфоламбана. Идентификация сайтов фосфорилирования и двух основных структурных доменов. J Biol Chem 261: 13333–13341

PubMed
CAS

Google Scholar

148.

Haddock PS, Shattock MJ, Hearse DJ (1995) Модуляция сердечного тока Na (+) — K ⁺ : роль протеинового и небелкового окислительно-восстановительного статуса сульфгидрила. Am J Physiol 269: h397 – h407

PubMed
CAS

Google Scholar

149.

Eaton P, Wright N, Hearse DJ, Shattock MJ (2002) Окисление глицеральдегидфосфатдегидрогеназы во время ишемии сердца и реперфузии. J Mol Cell Cardiol 34: 1549–1560

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

150.

Humphries KM, Juliano C, Taylor SS (2002) Регулирование активности цАМФ-зависимой протеинкиназы путем глутатионилирования. J Biol Chem 277: 43505–43511

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

151.

Ward NE, Stewart JR, Ioannides CG, O’Brian CA (2000) Индуцированное окислителем глутатиолирование S инактивирует протеинкиназу C-альфа (PKC-альфа): потенциальный механизм регуляции изофермента PKC. Биохимия 39: 10319–10329

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

152.

Burgoyne JR, Haeussler DJ, Kumar V, Ji Y, Pimental DR, Zee RS, Costello CE, Lin C, McComb ME, Cohen RA, Bachschmid MM (2012) Окисление тиолов цистеина HRas метаболическим стрессом предотвращает пальмитоилирование in vivo и способствует к апоптозу эндотелиальных клеток. Faseb J 26: 832–841

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

153.

Aracena P, Sanchez G, Donoso P, Hamilton SL, Hidalgo C (2003) S-глутатионилирование снижает ингибирование Mg ²⁺ , а S-нитрозилирование усиливает активацию Ca ²⁺ каналов RyR1.J Biol Chem 278: 42927–42935

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

154.

Adachi T, Weisbrod RM, Pimentel DR, Ying J, Sharov VS, Schoneich C, Cohen RA (2004) S -глутатиолирование пероксинитритом активирует SERCA во время артериальной релаксации оксидом азота. Nat Med 10: 1200–1207

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

155.

Dalle-Donne I, Rossi R, Giustarini D, Colombo R, Milzani A (2007) S-глутатионилирование в окислительно-восстановительной регуляции белка. Free Radic Biol Med 43: 883–898

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

156.

Джустарини Д., Росси Р., Милзани А., Коломбо Р., Далле-Донн И. (2004) S-глутатионилирование: от окислительно-восстановительной регуляции функций белков до заболеваний человека. J Cell Mol Med 8: 201–212

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

157.

Петрушанко И.Ю., Якушев С., Миткевич В.А., Каманина Ю.В., Зиганшин Р.Х., Менг Х, Анашкина А.А., Махро А., Лопина О.Д., Гассманн М., Макаров А.А., Богданова А. (2012) Каталитическое каталитическое S-глутатионилирование Na, K-АТФазы. Альфа-субъединица является определяющим фактором окислительно-восстановительной чувствительности фермента. J Biol Chem (в печати)

158.

Van Echteld CJ, Kirkels JH, Eijgelshoven MH, van der Meer P, Ruigrok TJ (1991) Внутриклеточный натрий во время ишемии и перфузии без кальция: исследование ²³ Na ЯМР .J Mol Cell Cardiol 23: 297–307

PubMed
Статья

Google Scholar

159.

Pike MM, Kitakaze M, Marban E (1990) ²³ Na-ЯМР измерения внутриклеточного натрия в интактных перфузируемых сердцах хорьков во время ишемии и реперфузии. Am J Physiol 259: h2767 – h2773

PubMed
CAS

Google Scholar

160.

Pike MM, Luo CS, Clark MD, Kirk KA, Kitakaze M, Madden MC, Cragoe EJ Jr, Pohost GM (1993) Измерения ЯМР Na ⁺ и клеточной энергии в ишемическом сердце крысы: роль Na ⁺ -H ⁺ обмен.Am J Physiol 265: h3017 – h3026

PubMed
CAS

Google Scholar

161.

Figtree GA, Liu CC, Bibert S, Hamilton EJ, Garcia A, White CN, Chia KK, Cornelius F, Geering K, Rasmussen HH (2009) Обратимая окислительная модификация: ключевой механизм Na ⁺ -К ⁺ регулировка насоса. Circ Res 105: 185–193

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

162.

Liu CC, Garcia A, Mahmmoud YA, Hamilton EJ, Galougahi KK, Fry NA, Figtree GA, Cornelius F, Clarke RJ, Rasmussen HH (2012) Восприимчивость бета1 Na ⁺ -K ⁺ насосной субъединицы к глутатионилированию окислительное ингибирование зависит от конформационного состояния насоса. J Biol Chem 287: 12353–12364

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

163.

Madhani M, Hall AR, Cuello F, Charles RL, Burgoyne JR, Fuller W., Hobbs AJ, Shattock MJ, Eaton P (2010) Фосфорилирование фосфолеммана Ser69 способствует индуцированной силденафилом кардиопротекции против реперфузионного повреждения.Am J Physiol Heart Circ Physiol 299: H827 – H836

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

164.

Mishra NK, Peleg Y, Cirri E, Belogus T, Lifshitz Y, Voelker DR, Apell HJ, Garty H, Karlish SJ (2011) Белки FXYD стабилизируют Na, K-АТФазу: амплификация специфического фосфатидилсеринового белка взаимодействия. J Biol Chem 286: 9699–9712

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

165.

Brennan JP, Bardswell SC, Burgoyne JR, Fuller W., Schroder E, Wait R, Begum S, Kentish JC, Eaton P (2006) Активация протеинкиназы A типа I, индуцированная окислителем, опосредуется образованием дисульфидной связи между субъединицами RI. J Biol Chem 281: 21827–21836

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

166.

Burgoyne JR, Eaton P (2010) Ощущение окислителя протеинкиназами a и g позволяет интегрировать окислительно-восстановительное состояние клеток с фосфорегуляцией.Сенсоры (Базель) 10: 2731–2751

CAS
Статья

Google Scholar

167.

Burgoyne JR, Madhani M, Cuello F, Charles RL, Brennan JP, Schroder E, Browning DD, Eaton P (2007) Сенсор окислительно-восстановительного потенциала цистеина в PKGIa обеспечивает активацию, вызванную окислителем. Наука 317: 1393–1397

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

168.

Calaghan S, Kozera L, White E (2008) Компартментализация цАМФ-зависимой передачи сигналов кавеолами во взрослом сердечном миоците.J Mol Cell Cardiol 45: 88–92

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

169.

Calaghan S, White E (2006) Caveolae модулирует связь возбуждения-сокращения и передачу бета2-адренергических сигналов в миоцитах желудочков взрослых крыс. Cardiovasc Res 69: 816–824

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

170.

Kaludercic N, Takimoto E, Nagayama T., Feng N, Lai EW, Bedja D, Chen K, Gabrielson KL, Blakely RD, Shih JC, Pacak K, Kass DA, Di Lisa F, Paolocci N (2010 г. Усиленный катаболизм норадреналина, опосредованный моноаминоксидазой А, способствует неблагоприятному ремоделированию и отказу сердца при перегрузке давлением.Circ Res 106: 193–202

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

171.

Bianchi P, Kunduzova O, Masini E, Cambon C, Bani D, Raimondi L, Seguelas MH, Nistri S, Colucci W, Leducq N, Parini A (2005) Окислительный стресс, вызванный моноаминоксидазой, опосредует рецепторнезависимые апоптоз кардиомиоцитов серотонином и постишемическое повреждение миокарда. Тираж 112: 3297–3305

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

172.

Pitts BJ, Okhuysen CH (1984) Влияние пальмитоилкарнитина и LPC на сарколемма сердца Na ⁺ -K ⁺ -ATPase. Am J Physiol 247: H840 – H846

PubMed
CAS

Google Scholar

173.

Abe M, Yamazaki N, Suzuki Y, Kobayashi A, Ohta H (1984) Влияние пальмитоилкарнитина на Na ⁺ , K ⁺ -АТФазу и активность аденилатциклазы сарколеммы миокарда собак. J Mol Cell Cardiol 16: 239–245

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

174.

Kakar SS, Huang WH, Askari A (1987) Контроль сердечного натриевого насоса с помощью длинноцепочечных ацилкоферментов A. J Biol Chem 262: 42–45

PubMed
CAS

Google Scholar

175.

Askari A, Xie ZJ, Wang YH, Periyasamy S, Huang WH (1991) О роли второго мессенджера моноацилглицеринов свидетельствует их активирующее действие на натриевый насос. Biochim Biophys Acta 1069: 127–130

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

176.

Fuller W, Parmar V, Eaton P, Bell JR, Shattock MJ (2003) Ишемия сердца вызывает ингибирование Na / K-АТФазы лабильным цитозольным соединением, производство которого связано с оксидантным стрессом. Cardiovasc Res 57: 1044–1051

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

177.

Cohen E, Goldshleger R, Shainskaya A, Tal DM, Ebel C, le Maire M, Karlish SJ (2005) Очистка Na ⁺ , K ⁺ -АТФаза, выраженная в Pichia pastoris, обнаруживает важную роль фосфолипид-белковых взаимодействий.J Biol Chem 280: 16610–16618

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

178.

Haviv H, Cohen E, Lifshitz Y, Tal DM, Goldshleger R, Karlish SJ (2007) Стабилизация Na (+), K (+) — АТФазы, очищенной из мембран Pichia pastoris путем специфических взаимодействий с липидами. Биохимия 46: 12855–12867

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

179.

Jia LG, Donnet C, Богаев RC, Blatt RJ, McKinney CE, Day KH, Berr SS, Jones LR, Moorman JR, Sweadner KJ, Tucker AL (2005) Гипертрофия, увеличение фракции выброса и снижение Na -K-АТФазная активность у мышей с дефицитом фосфолеммана.Am J Physiol Heart Circ Physiol 288: h2982 – h2988

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

180.

Lingrel JB (2010) Физиологическое значение сайта связывания кардиотонических стероидов / уабаина Na, K-АТФазы. Annu Rev Physiol 72: 395–412

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

181.

Gruber KA, Whitaker JM, Buckalew VM Jr (1980) Эндогенное дигиталисоподобное вещество в плазме у собак с увеличенным объемом.Nature 287: 743–745

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

182.

Blaustein MP, Zhang J, Chen L, Song H, Raina H, Kinsey SP, Izuka M, Iwamoto T, Kotlikoff MI, Lingrel JB, Philipson KD, Wier WG, Hamlyn JM (2009) Насос, обменник и эндогенный уабаин: сигнальные механизмы, связывающие удержание соли с гипертонией. Гипертония 53: 291–298

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

183.

de Wardener HE (1996) Лекция Франца Фольхарда 1996. Ингибиторы транспорта натрия и гипертония. J Hypertens Suppl 14: S9 – S18

PubMed

Google Scholar

184.

Komiyama Y, Nishimura N, Munakata M, Mori T, Okuda K, Nishino N, Hirose S, Kosaka C, Masuda M, Takahashi H (2001) Идентификация эндогенного уабаина в культуральном супернатанте клеток PC12. J Hypertens 19: 229–236

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

185.

Федорова О.В., Талан М.И., Агалакова Н.И., Лакатта Е.Г., Багров А.Ю. (2002) Эндогенный лиганд альфа (1) натриевого насоса, маринобуфагенин, является новым медиатором гипертонии, зависимой от хлорида натрия. Тираж 105: 1122–1127

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

186.

Komiyama Y, Nishimura N, Dong X, Hirose S, Kosaka C, Masaki H, Masuda M, Takahashi H (2000) Жидкостный хроматографический масс-спектрометрический анализ уабаиноподобного фактора в биологической жидкости.Hypertens Res 23 (Suppl): S21 – S27

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

187.

Komiyama Y, Dong XH, Nishimura N, Masaki H, Yoshika M, Masuda M, Takahashi H (2005) Новый эндогенный дигиталис, телоцинобуфагин, обнаруживает повышенные уровни в плазме у пациентов с терминальной почечной недостаточностью. Clin Biochem 38: 36–45

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

188.

Huang BS, Harmsen E, Yu H, Leenen FH (1992) Уабаин-подобная активность мозга и симпатические возбуждающие и прессорные эффекты центрального натрия у крыс. Circ Res 71: 1059–1066

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

189.

Swift F, Tovsrud N, Sjaastad I, Sejersted OM, Niggli E, Egger M (2010) Функциональное соединение альфа (2) -изоформы Na (+) / K (+) — АТФазы и Ca (2 +) экструзия через обменник Na (+) / Ca (2 +) — в кардиомиоцитах.Cell Calcium 48: 54–60

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

190.

Dostanic I, Lorenz JN, Schultz Jel J, Grupp IL, Neumann JC, Wani MA, Lingrel JB (2003) Альфа-изоформа Na, K-АТФазы опосредует индуцированную уабаином сердечную инотропию у мышей. J Biol Chem 278: 53026–53034

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

191.

Wansapura AN, Lasko VM, Lingrel JB, Lorenz JN (2011) Мыши, экспрессирующие уабаин-чувствительную альфа1-Na, K-АТФазу, имеют повышенную восприимчивость к гипертрофии сердца, вызванной перегрузкой давлением.Am J Physiol Heart Circ Physiol 300: h447 – h455

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

192.

Лю Л., Аскари А (2006) Бета-субъединица сердечной Na ⁺ -K ⁺ -АТФаза определяет концентрацию функционального фермента в кавеолах. Am J Physiol Cell Physiol 291: C569 – C578

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

193.

Разани Б., Вудман С.Е., Лисанти М.П. (2002) Кавеолы: от клеточной биологии к физиологии животных.Pharmacol Rev 54: 431–467

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

194.

Sargiacomo M, Scherer PE, Tang Z, Kubler E, Song KS, Sanders MC, Lisanti MP (1995) Олигомерная структура кавеолина: последствия для организации мембран кавеол. Proc Natl Acad Sci USA 92: 9407–9411

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

195.

Fujita T, Toya Y, Iwatsubo K, Onda T, Kimura K, Umemura S, Ishikawa Y (2001) Накопление молекул, участвующих в альфа-адренергическом сигнале в кавеолах: экспрессия кавеолина и развитие сердечной гипертрофии.Cardiovasc Res 51: 709–716

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

196.

Head BP, Patel HH, Roth DM, Lai NC, Niesman IR, Farquhar MG, Insel PA (2005) Компоненты передачи сигналов рецептора, сопряженного с G-белком, локализуются как в сарколеммальных, так и в внутриклеточных микродоменах, связанных с кавеолином-3 в сердечные миоциты взрослых. J Biol Chem 280: 31036–31044

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

197.

Rybin VO, Xu X, Lisanti MP, Steinberg SF (2000) Дифференциальное нацеливание подтипов β-адренергических рецепторов и аденилатциклазы на кавеолы ​​кардиомиоцитов: механизм функциональной регуляции сигнального пути цАМФ. J Biol Chem 275: 41447–41457

Google Scholar

198.

Rybin VO, Pak E, Alcott S, Steinberg SF (2003) Изменения в развитии передачи сигналов бета2-адренергических рецепторов в миоцитах желудочков: роль белков Gi и микродоменов кавеол.Mol Pharmacol 63: 1338–1348

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

199.

Balijepalli RC, Foell JD, Hall DD, Hell JW, Kamp TJ (2006) Локализация сердечных каналов Ca (2+) L-типа в кавеолярном макромолекулярном сигнальном комплексе необходима для бета (2) -адренергических регулирование. Proc Natl Acad Sci USA 103: 7500–7505

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

200.

Yarbrough TL, Lu T, Lee HC, Shibata EF (2002) Локализация сердечных натриевых каналов в богатых кавеолином мембранных доменах: регулирование амплитуды натриевого тока. Circ Res 90: 443–449

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

201.

Maguy A, Hebert TE, Nattel S (2006) Участие липидных рафтов и кавеол в функции сердечного ионного канала. Cardiovasc Res 69: 798–807

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

202.

Garg V, Jiao J, Hu K (2009) Регулирование АТФ-чувствительных каналов K ⁺ с помощью обогащенных кавеолином микродоменов в сердечных миоцитах. Cardiovasc Res 82: 51–58

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

203.

Bossuyt J, Taylor BE, James-Kracke M, Hale CC (2002) Доказательства ассоциации сердечного натрий-кальциевого обменника с кавеолином-3. FEBS Lett 511: 113–117

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

204.

Cavalli A, Eghbali M, Minosyan TY, Stefani E, Philipson KD (2007) Локализация сарколеммальных белков в липидных рафтах в миокарде. Cell Calcium 42: 313–322

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

205.

Hammes A, Oberdorf-Maass S, Rother T, Nething K, Gollnick F, Linz KW, Meyer R, Hu K, Han H, Gaudron P, Ertl G, Hoffmann S, Ganten U, Vetter R, Schuh K, Benkwitz C, Zimmer HG, Neyses L (1998) Сверхэкспрессия сарколеммального кальциевого насоса в миокарде трансгенных крыс.Circ Res 83: 877–888

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

206.

Verdonck F, Mubagwa K, Sipido KR (2004) [Na (+)] в субарколеммальном «нечетком» пространстве и модуляция [Ca (2 +)] (i) и сокращение сердечных миоцитов. Cell Calcium 35: 603–612

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

207.

Корнелиус Ф, Тернер Н., Кристенсен Х.Р. (2003) Модуляция Na, К-АТФазы фосфолипидами и холестерином.II. Установившаяся и доустановившаяся кинетика. Биохимия 42: 8541–8549

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

208.

Couet J, Li S, Okamoto T, Ikezu T, Lisanti MP (1997) Идентификация пептидных и белковых лигандов для каркасного домена кавеолина. Значение взаимодействия кавеолина с белками, связанными с кавеолами. J Biol Chem 272: 6525–6533

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

209.

Wang H, Haas M, Liang M, Cai T, Tian J, Li S, Xie Z (2004) Ouabain собирает сигнальные каскады через кавеолярный Na ⁺ / K ⁺ -ATPase. J Biol Chem 279: 17250–17259

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

210.

Liu L, Mohammadi K, Aynafshar B, Wang H, Li D, Liu J, Иванов А.В., Xie Z, Askari A (2003) Роль кавеол в сигнальной функции сердца Na ⁺ / К ⁺ -ATPase.Am J Physiol Cell Physiol 284: C1550 – C1560

PubMed
CAS

Google Scholar

211.

Партон Р.Г., Вэй М., Зорзи Н., Станг Э. (1997) Кавеолин-3 ассоциируется с развивающимися Т-канальцами во время дифференцировки мышц. J Cell Biol 136: 137–154

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

212.

Murphy RM, Mollica JP, Lamb GD (2009) Удаление плазматической мембраны в волокнах скелетных мышц крысы выявляет горячие точки кавеолина-3 на шейках поперечных канальцев.Exp Cell Res 315: 1015–1028

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

213.

Nichols CB, Rossow CF, Navedo MF, Westenbroek RE, Catterall WA, Santana LF, McKnight GS (2010) Симпатическая стимуляция взрослых кардиомиоцитов требует ассоциации AKAP5 с субпопуляцией кальциевых каналов L-типа. Circ Res 107: 747–756

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

214.

Левин KR, Page E (1980) Количественные исследования плазмалеммальных складок и кавеол клеток миокарда желудочков кролика. Circ Res 46: 244–255

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

215.

Harvey RD, Calaghan SC (2012) Caveolae создают локальные сигнальные домены посредством их отличного содержания белка, липидного профиля и морфологии. J Mol Cell Cardiol 52: 366–375

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

216.

Rybin VO, Xu X, Steinberg SF (1999) Активированные изоформы протеинкиназы C нацелены на кавеолы ​​кардиомиоцитов: стимуляция местного фосфорилирования белка. Circ Res 84: 980–988

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

217.

Mohler PJ, Davis JQ, Bennett V (2005) Ankyrin-B координирует Na / K-АТФазу, обменник Na / Ca и рецептор InsP3 в микродомене сердечных Т-канальцев / SR. PLoS Biol 3: e423

PubMed
Статья
CAS

Google Scholar

218.

Nelson WJ, Veshnock PJ (1987) Связывание анкирина с (Na ⁺ + K ⁺ ) АТФазой и значение для организации мембранных доменов в поляризованных клетках. Nature 328: 533–536

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

219.

Jordan C, Püschel B, Koob R, Drenckhahn D (1995) Идентификация связывающего мотива для анкирина на α-субъединице Na ⁺ , K ⁺ -АТФазы. J Biol Chem 270: 29971–29975

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

220.

Devarajan P, Stabach PR, De Matteis MA, Morrow JS (1997) Транспорт Na, K-АТФазы из эндоплазматического ретикулума в Гольджи требует скелета спектрин-анкирина G119 Гольджи в клетках почек собак Madin Darby. Proc Natl Acad Sci USA 94: 10711–10716

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

221.

Hu RJ, Moorthy S, Bennett V (1995) Экспрессия функциональных доменов бета-G-спектрина нарушает морфологию эпителия в культивируемых клетках.J Cell Biol 128: 1069–1080

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

222.

Mohler PJ, Schott JJ, Gramolini AO, Dilly KW, Guatimosim S, duBell WH, Song LS, Haurogne K, Kyndt F, Ali ME, Rogers TB, Lederer WJ, Escande D, Le Marec H, Bennett V (2003) Мутация анкирина-B вызывает сердечную аритмию 4-го типа с длинным интервалом QT и внезапную сердечную смерть. Nature 421: 634–639

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

223.

Tani M, Neely JR (1989) Роль внутриклеточного Na ⁺ в перегрузке Ca ²⁺ и подавленном восстановлении желудочковой функции реперфузированных ишемизированных сердец крыс. Возможное участие обмена H ⁺ -Na ⁺ и Na ⁺ -Ca ²⁺ . Circ Res 65: 1045–1056

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

224.

Neubauer S, Newell JB, Ingwall JS (1992) Метаболические последствия и предсказуемость фибрилляции желудочков при гипоксии.Исследование изолированного сердца крысы с помощью 31P- и 23Na-ядерного магнитного резонанса. Тираж 86: 302–310

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

225.

Verdonck F, Volders PG, Vos MA, Sipido KR (2003) Повышенная концентрация Na ⁺ и измененная активность насоса Na / K в гипертрофированных желудочковых клетках собак. Cardiovasc Res 57: 1035–1043

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

226.

Verdonck F, Volders PG, Vos MA, Sipido KR (2003) Внутриклеточный Na ⁺ и измененные механизмы транспорта Na ⁺ при сердечной гипертрофии и сердечной недостаточности. J Mol Cell Cardiol 35: 5–25

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

227.

Pogwizd SM, Sipido KR, Verdonck F, Bers DM (2003) Внутриклеточный Na в животных моделях гипертрофии и сердечной недостаточности: сократительная функция и аритмогенез. Cardiovasc Res 57: 887–896

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

228.

Swift F, Birkeland JA, Tovsrud N, Enger UH, Aronsen JM, Louch WE, Sjaastad I, Sejersted OM (2008) Измененный Na ⁺ / Ca ²⁺ -активность обменника из-за подавления Na ⁺ / K ⁺ -АТФаза альфа2-изоформа при сердечной недостаточности. Cardiovasc Res 78: 71–78

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

229.

Liu T, O’Rourke B (2008) Повышение митохондриального захвата Ca ²⁺ в миоцитах от сердечной недостаточности восстанавливает энергоснабжение и соответствие спроса.Circ Res 103: 279–288

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

230.

Лю Т., О’Рурк Б. (2009) Регулирование митохондриального Ca ²⁺ и его влияние на энергетику и окислительно-восстановительный баланс в нормальном и ослабленном сердце. J Bioenerg Biomembr 41: 127–132

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

231.

Лю Т., Браун Д.А., О’Рурк Б. (2010) Роль митохондриальной дисфункции в токсичности сердечных гликозидов.J Mol Cell Cardiol 49: 728–736

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

232.

Kohlhaas M, Liu T, Knopp A, Zeller T, Ong MF, Bohm M, O’Rourke B, Maack C (2010) Повышенный цитозольный Na ⁺ увеличивает митохондриальное образование активных форм кислорода при сердечной недостаточности. миоциты. Тираж 121: 1606–1613

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

233.

Maack C, Cortassa S, Aon MA, Ganesan AN, Liu T, O’Rourke B (2006) Повышенный цитозольный Na ⁺ снижает митохондриальный захват Ca ²⁺ во время взаимодействия возбуждения и сокращения и ухудшает энергетическую адаптацию сердечных миоцитов. Circ Res 99: 172–182

PubMed
CAS
Статья

Google Scholar

234.

Расмуссен Х. Х., Фигтри Дж. (2007) «Не бей сердце!» — разработка специфических лекарственных препаратов для лечения сердечной недостаточности.Crit Care Resusc 9: 364–369

PubMed

Google Scholar

235.

The Digitalis Investigation Group (1997) Влияние дигоксина на смертность и заболеваемость у пациентов с сердечной недостаточностью. N Engl J Med 336: 525–533

Google Scholar

Как работают реле давления • Airtrol Components Inc.

Реле давления являются важными компонентами для управления включением и отключением насосов в жидкостных системах при достижении пороговых значений давления.Они также используются в системах управления технологическим процессом для поддержания постоянного пневматического или механического давления.

Понимание того, как работают реле давления, различных типов реле давления и их общих применений, полезно при выборе решения для данного приложения.

Что такое реле давления?

Реле давления — это простое электромеханическое устройство, которое приводится в действие давлением для включения или выключения электрической цепи. Точка давления, которая активирует переключатель, называется его уставкой, а пороговое значение давления, которое деактивирует переключатель, называется точкой отключения.Реле давления состоит из следующих основных компонентов:

• Мембрана , которая действует как датчик давления. Обычно он сделан из податливого материала, чувствительного к давлению.
• Регулировочная пружина для изменения точек установки или вырезания. Некоторые переключатели имеют отдельные пружины для управления точками включения и выключения.
• Рычаг AUTO / OFF для включения переключателя или его ручного выключения. Этот рычаг полезен для отключения переключателя во время установки или обслуживания.В некоторых случаях это может быть ручка, а не рычаг, но принцип тот же.
• Электрические контакты , которые пропускают ток от внешнего источника питания, когда они касаются друг друга.
• Клеммы для подключения внешнего источника питания к контактам.

Реле давления бывают двух типов: нормально разомкнутые (NO) и нормально замкнутые (NC). Обозначение разомкнутого / замкнутого относится к электрическим контактам в переключателе. Контакты в нормально разомкнутом переключателе остаются открытыми, когда давление находится в допустимом диапазоне, и замыкаются, когда давление выходит за пределы допустимого диапазона.

Для переключателей NC порог давления, который изменяет состояние контактов, зависит от приложения. Это может быть уставка для одних приложений и точка отключения для других.

Как работает реле давления?

Реле давления — это пассивное устройство, так как наличие или отсутствие давления — это все, что необходимо для его работы. Давление на диафрагму сжимает калиброванную пружину. Когда натяжение пружины достигает или превышает заданное значение, она будет перемещать контакты из разомкнутого в замкнутый в нормально разомкнутом переключателе или из замкнутого в разомкнутый в нормально замкнутом переключателе.

Для простоты конфигурирования в различных приложениях реле давления обычно содержат по крайней мере одну пару нормально разомкнутых и одну пару нормально замкнутых контактов.

Общие приложения для реле давления

Реле давления

широко используются в системах управления промышленными процессами. Некоторые примеры включают:

• Пневматические системы . Реле давления включают или выключают компрессор при заданном значении.
• ОВК .Реле давления выполняют важную функцию безопасности в системах отопления, таких как печи. Они выключат печь при обнаружении отрицательного давления, создаваемого двигателем, создающим тягу. Реле давления также могут обнаруживать утечки, отслеживая давление газа.
• Технологическое оборудование . В оборудовании для контроля потока жидкости и газа используются реле давления для поддержания постоянной скорости потока.
• Насосные системы . Реле давления помогают поддерживать уровень воды в резервуаре путем включения или выключения насоса по мере необходимости.Когда давление воды падает ниже порогового значения, замыкаются замыкающие контакты, пропуская ток через насос. Когда давление воды достигает заданного значения, контакты размыкаются, чтобы отключить подачу тока к насосу, тем самым прекращая работу насоса.

Реле давления от Airtrol Components

Airtrol Components, Inc. — это семейное предприятие, которое уже более 40 лет поставляет реле давления и другие высококачественные миниатюрные устройства управления.Airtrol поставляет эти устройства для использования во многих отраслях промышленности, включая аэрокосмическую, стоматологическую, медицинскую, а также для управления технологическими процессами и автоматизации. У нас есть большой перечень стандартных устройств, но мы можем разработать детали для конкретных нужд наших клиентов.

Для получения дополнительной информации о наших реле давления или других продуктах, пожалуйста, свяжитесь с нами.

микроорганизмов | Бесплатный полнотекстовый | Различная роль оттокных насосов семейства MFS во взаимодействии бактерий с клетками животных и растений

1.Введение

Отводящие насосы (EP) обнаружены во всех живых организмах [1,2,3]. У многих бактерий ВП выделяют широкий спектр антибиотиков, в значительной степени способствуя возникновению множественной лекарственной устойчивости (МЛУ) [4,5,6,7]. Поскольку это представляет огромную угрозу для здоровья населения, МЛУ-ВП в основном изучались на клинически значимых бактериях. Некоторые исследования показывают, что гены, кодирующие МЛУ-ВП, нельзя рассматривать просто как результат недавней эволюции, облегченной интенсивной антимикробной терапией, а скорее как древние гены, кодирующие клеточные трансмембранные устройства, глубоко вовлеченные в физиологию и экологию всех организмов [3,8 , 9,10,11,12,13].Эта точка зрения согласуется с тем фактом, что MDR EP могут выдавливать большое количество различных соединений, помимо антибиотиков, например, бактериальные метаболиты, тяжелые металлы, сигнальные соединения растений, органические загрязнители, молекулы, чувствительные к кворуму, и факторы вирулентности. Эта высокая универсальность делает EP важными игроками в поддержании клеточного гомеостаза, во взаимодействии бактерий с растениями и животными-хозяевами, в формировании биопленок и в адаптации бактерий к различным средам обитания [7,10,11,12,14, 15].Интересно, что количество МЛУ-ВП пропорционально размеру генома [9,16], который, в свою очередь, как известно, зависит от экологического поведения бактерий. Свободноживущие организмы обычно имеют большие геномы, несущие все гены, необходимые для колонизации различных сред [17]. Они содержат гораздо большее количество систем МЛУ по сравнению с эндосимбионтами или некоторыми патогенами, которые имеют меньшие геномы в результате редуктивной эволюции [18,19]. В целом, виды бактерий из одного и того же рода разделяют большинство генов EP, хотя существует некоторая вариабельность из-за детерминант EP, переносимых мобильными генетическими элементами.Основываясь на нескольких критериях, таких как сходство последовательностей, источник энергии, транспортная функция и специфичность субстрата, EP традиционно были сгруппированы в пять больших семейств: АТФ-связывающая кассета (ABC), главный посредник (MFS), резистентность-клубенькообразование. деление клеток (RND), флиппаза из множества лекарственных препаратов / олигосахаридил-липидов / полисахаридов (MOP) и семейства переносчиков наркотиков / метаболитов (DMT) [2,4,7]. Недавно были идентифицированы два новых семейства транспортеров, семейство протеобактериальных антимикробных соединений оттока (PACE) [20] и семейство p-аминобензоил-глутаматных переносчиков (AbgT) [21].Белки, принадлежащие к семейству транспортных биоцидов PACE, например, акрифлавин, тогда как белки семейства AbgT участвуют в транспорте сульфаниламидов. Транспортеры ABC напрямую связывают функцию оттока с гидролизом АТФ, в то время как члены других семейств EP питаются за счет электрохимических градиентов через внутреннюю мембрану. Структура MDR EP семейства MFS и их специфическая роль в устойчивости к антибиотикам широко освещается в нескольких исследованиях. недавние обзоры [6,7,13,22,23,24,25,26,27,28].В этом обзоре мы сосредоточимся на других ролях этих EP при взаимодействии бактерий с растительными, животными и микробными клетками. В частности, мы обращаемся к их участию в бактериальной вирулентности, колонизации хозяйских клеток и формировании биопленок. Мы также описываем основные стратегии, принятые бактериями, чтобы обеспечить эффективную и координированную экспрессию MFS EP в ответ на стимулы окружающей среды.

2. Организация и эволюция MFS EPs

И у грамотрицательных, и у грамположительных бактерий EPs обычно присутствуют как однокомпонентные переносчики оттока во внутренней мембране.У грамотрицательных бактерий они также могут образовывать трехкомпонентные комплексы, охватывающие обе мембраны [2,28,29]. Многокомпонентные EPs были обнаружены среди переносчиков семейств ABC, MFS и RND и состоят из переносчика внутренней мембраны, периплазматического адаптера (PA, также известного как слитый белок мембраны, MFP) и белка внешней мембраны, все из они необходимы для работы насоса [24,25,28,29]. Семейство MFS EP составляет самую большую группу вторичных мембранных транспортеров и присутствует во всех типах, от бактерий до растений и млекопитающих [27,30,31,32].Транспортеры MFS функционируют в основном за счет поглощения сахаров, но некоторые белки MFS также участвуют в системах оттока лекарств, тем самым внося свой вклад в устойчивость к антибиотикам как у грамотрицательных, так и у грамположительных бактерий. Транспортеры MDR MFS широко распространены среди микробных геномов и обычно действуют как однокомпонентные насосы, способные транспортировать небольшие растворенные вещества через внутреннюю мембрану (рис. 1). У грамотрицательных бактерий несколько насосов MDR MFS состоят из трехкомпонентного комплекса [28,29,32], кодируемого генами, организованными в один оперон.В частности, за геном, кодирующим белок внешней мембраны, следуют гены, кодирующие периплазматический адаптер и транспортер внутренней мембраны. Чаще всего регуляторный ген, активатор или репрессор, находится рядом и транскрибируется независимо от генов, кодирующих EP (рис. 2). Организация трехчастичных EPs MFS, кодирующих гены, является обратной по сравнению с RND EPs, где ген, кодирующий переносчик, всегда расположен в проксимальном к промотору положении, за которым следует ген, кодирующий периплазматический белок, а затем, если он присутствует, ген, кодирующий компонент внешней мембраны [11].Биоинформатический анализ, основанный на выравнивании консервативных мотивов, предполагает, что транспортеры MFS можно разделить на две группы, содержащие 12 или 14 трансмембранных спиралей или сегментов (TMS) [27,32]. Несмотря на эту вариацию, текущая гипотеза состоит в том, что обе группы произошли от простого прототипа, несущего шпилечную структуру с двумя TMS [32]. Этот белок мог быть троекратно повторен в более крупную молекулу, содержащую шесть TMS, которые, в свою очередь, могли образовать структуру 12-TMS в результате последовательного события дублирования.Транспортеры MFS с 14 TMS имеют две дополнительные центрально расположенные TMS, которые, как полагают, являются результатом внутригенной дупликации. Эти переносчики могут вызывать трехсторонние насосы, которые непосредственно транспортируют субстрат из цитоплазмы во внешнюю среду [24,28,29]. Кристаллическая структура EmrD, белка MFS MDR, раскрывает общую архитектуру переносчиков лекарств 12-TMS [33]. В то время как восемь TMS образуют внутреннюю полость, остальные обращены наружу. Большинство остатков в полости являются гидрофобными, что соответствует их роли в переносе липофильных молекул, и консервативны в других переносчиках семейства MFS.Согласно классической точке зрения, как только лекарство попадает в полость, оно транспортируется через модель кулисного переключателя [33,34]. Недавние структурные доказательства привели к обновлению, так называемой модели фиксации и переключения: двухступенчатого механизма, который лучше объясняет структурные изменения, происходящие в отдельных трансмембранных спиралях [27]. В частности, предполагается, что изгиб спиралей, выстилающих внутреннюю пору, вызывает состояние закупорки (этап зажима). Затем домены будут попеременно вращаться, открывая связывающий домен с одной или другой стороны внутренней мембраны (этап переключения).Выход субстратов через внешнюю мембрану в большинстве случаев происходит через белок TolC. TolC представляет собой тримерный белок внешней мембраны, характеризующийся наличием α-бочки, выступающей через периплазму и связанной с β-бочкообразным доменом, встроенным во внешнюю мембрану [35]. TolC служит внешним каналом не только для EP из семейства MFS, но также для EP из семейств RND и ABC, демонстрируя, таким образом, замечательную универсальность субстрата. TolC-подобные белки часто кодируются опероном MFS [24,36,37] (рис. 2), что указывает на то, что у широкого круга бактерий особенности типа TolC являются структурным требованием для сборки трехчастного MFS EP [29, 35].Архитектура трехсторонних насосов для оттока обеспечивает непрерывное уплотнение, так что экспортируемые соединения могут обходить периплазму (рис. 1). В случае трехчастных EPs RND герметичность обеспечивается за счет плотного прилегания периплазматических доменов TolC и компонента внутренней мембраны, который дополнительно стабилизируется адаптерным компонентом насоса [11,25,29]. Структурные исследования MFS EmrAB-TolC EP Aquifex aeolicus подтверждают, что транспортер внутренней мембраны не содержит значительных периплазматических доменов и уплотнение, вероятно, является результатом взаимодействия между адаптерным белком и периплазматическим доменом TolC [23].

3. Стратегии транскрипции для регуляции MFS EPs

Динамическая адаптация бактерий к очень разнообразным средам обитания зависит от их способности быстро ощущать изменения окружающей среды и реагировать таким образом, который часто подразумевает серьезные изменения транскрипционного профиля клетки. Поскольку EP способны вытеснять широкий спектр структурно не связанных химических веществ, разумно предположить, что их измененная экспрессия может привести к несбалансированному оттоку метаболитов или других сигнальных молекул и отрицательно повлиять на физиологию клетки.Неудивительно, что экспрессия EPs обычно хорошо настроена и в физиологических условиях происходит только на низком уровне [13,38]. Примечательно, что разные виды бактерий имеют общие регуляторные цепи EP: паттерны экспрессии, обнаруженные у аэробных бактерий, также присутствуют у микроаэробных и анаэробных видов [38,39]. Регуляция синтеза MFS EP чаще всего зависит от репрессора транскрипции, принадлежащего TetR-, MarR- или MerR-типа [38]. Активация происходит после того, как эффектор связывается с репрессорным белком, делая его неспособным выполнять свою функцию.Хорошо известным примером такой регуляции является индукция emrAB E. coli путем инактивации репрессора EmrR [40]. Оперон emrAB кодирует транспортер EmrB и периплазматический адаптер EmrA трехчастного EP MDR (рис. 2). В качестве компонента внешней мембраны EmrAB EP использует белок TolC. Ген emrR расположен непосредственно выше генов emrAB и независимо транскрибируется. EmrR связывается непосредственно с промоторной областью emrAB и ингибирует его транскрипцию в неиндуцирующих условиях [41].Токсичные химические вещества, которые действуют как субстраты EmrAB (например, карбонилцианид-3-хлорфенилгидразон, 2,4-динитрофенол (CCCP) или бромид этидия), связываются с EmrR, вызывая конформационные изменения, которые ослабляют его взаимодействие с промотором, тем самым ослабляя репрессию emrAB. Кроме того, у человеческого патогена Vibrio cholerae VceCAB, MDR EP, имеющий гомологию с EmrAB, негативно регулируется TetR-подобным репрессором VceR. VceCAB придает устойчивость к нескольким антибиотикам, CCCP и дезоксихолату и кодируется большим опероном, также включающим компонент внешней мембраны VceC [42].VceC имеет высокую степень структурного сходства с TolC, хотя широкое расхождение существует на уровне первичной последовательности [43]. Механизм, приводящий к дерепрессии оперона vceCAB, был подробно изучен с использованием CCCP в качестве субстрата насоса. В частности, было показано, что VceR способен связывать CCCP, но его сродство к этому субстрату снижается в присутствии ДНК, что позволяет предположить, что равновесие между свободным VceR и связанным с CCCP VceR имеет решающее значение для синтеза помпы [44 ].Еще одним примером отрицательного контроля генов MFS EP является оперон farAB, который кодирует систему EP, которая обеспечивает устойчивость Neisseria gonorrhoeae к антимикробным длинноцепочечным жирным кислотам [45]. Экспрессия оперона farAB негативно контролируется репрессором FarR, принадлежащим к семейству MarR, который связывается с тремя сайтами в промоторной области [46]. Репрессия с помощью FarR усиливается за счет связывания нуклеоидного белка IHF с промотором farAB, вызывая искривление ДНК. Это конформационное изменение стабилизирует комплекс FarR-ДНК и приводит к сильной репрессии farAB [47], подчеркивая важность изгиба ДНК в регуляции экспрессии генов у бактерий [48,49].Экспрессия farAB также контролируется MtrR, регулятором, который обычно репрессирует mtrCDE, который кодирует другой EP, участвующий в устойчивости к длинноцепочечным жирным кислотам. MtrR играет косвенную роль, так как он не связывается напрямую с промотором farAB, а скорее репрессирует транскрипцию farR и, таким образом, ослабляет FarR-опосредованную репрессию farAB [46]. Другие EP, имеющие гомологию с E. coli EmrAB, существуют у нескольких бактерий, взаимодействующих с клетками растений и животных, как будет подробно обсуждаться в следующих разделах.Здесь мы просто подчеркиваем, что также в этих случаях репрессия EmrR-подобным белком снимается в ответ на стимулы от хозяина. Помимо EmrAB-подобных насосов, стоит упомянуть другие примеры генов MFS EP, подвергнутых отрицательному контролю. У Listeria monocytogenes экспрессия насоса MdrT находится под отрицательным контролем TetR-подобного репрессора BtrA [50]. BtrA теряет способность связываться с промотором mdrT и репрессировать его в присутствии холевой кислоты, что способствует выживанию бактерий в среде, богатой желчью хозяина.BtrA также ответственен за зависимую от холевой кислоты индукцию другого насоса оттока MFS, MdrM, который негативно контролируется локальным репрессором MarR [50,51]. Другой случай высвобождения репрессора из промотора после связывания специфических лигандов — это QacR, регулятор переносчика множества лекарственных средств QacA. QacA был одним из первых идентифицированных бактериальных переносчиков МЛУ [52] (рис. 2). Он кодируется плазмидами как pSK1, часто ассоциированный со Staphylococcus aureus и другими соответствующими патогенами человека [38].Родственный кодирующий регуляторный ген qacR дивергентно транскрибируется от qacA и связывается с регуляторной областью выше qacA, таким образом ингибируя его транскрипцию [38]. Катионные липофильные соединения, а также несколько синтетических антимикробных веществ связываются с QacR, что приводит к его диссоциации от промотора, что, в свою очередь, обеспечивает экспрессию qacA. Интересно, что QacA также активируется растительным алкалоидом берберином. Эти наблюдения предполагают, что берберин может быть естественным субстратом QacA и что система QacA-QacR, изначально обеспечивающая устойчивость к растительным и другим естественным противомикробным соединениям, была последовательно задействована бактериальными патогенами для выживания в присутствии противомикробных агентов, используемых в клинической практике. терапии [38].Интересный регуляторный путь представлен Tet38, другим MDR EP S. aureus [53,54]. Транскрипция tet38 репрессируется TetR-подобным регулятором, TetR21. Субстраты Tet38, такие как тетрациклин или пальмитолеиновая кислота, разрушают комплекс промотора TetR21-tet38, обеспечивая экспрессию tet38-содержащего оперона [54]. Ген tet38 также находится под отрицательным контролем глобального регулятора MgrA [55]. MgrA способен связываться с промотором tetR21, но не с промотором tet38, что позволяет предположить, что он косвенно способствует репрессии tet38 за счет увеличения транскрипции tetR21.Другой MDR EP S. aureus, NorB, находится под прямым контролем MgrA [55]. В своей фосфорилированной форме MgrA связывается как димер с промотором norB, подавляя его транскрипцию. Ген norB высоко экспрессируется в окружающей среде хозяина, особенно в абсцессах, и важен для выживания в таких местах [56]. Относительный уровень экспрессии norB также активируется во время роста биопленок S. aureus [57]. В умеренно кислой среде с низким содержанием кислорода, обнаруженной в абсцессах и, возможно, в сердцевине биопленок, MgrA претерпевает посттранскрипционные модификации, которые приводят к ослаблению его репрессивной активности в отношении norB [55].В отличие от NorB и Tet38, NorD, еще один MDR MFS EP S. aureus, не находится под контролем MgrA. Ген norD репрессируется Fur и индуцируется в ограниченных железом средах, с которым бактерии часто сталкиваются у млекопитающих-хозяев [58]. Экспрессия насосов MFS также может быть активирована регуляторами транскрипции, которые в ответ на специфические индукторы облегчают связывание РНК-полимеразы с соответствующими промоторами. Примером этого является Bmr, переносчик множества лекарственных средств MFS Bacillus subtilis.Он позитивно регулируется BmrR, MerR-подобным регулятором, кодируемым в том же локусе [59]. BmrR активируется большим набором структурно разнообразных гидрофобных молекул, включая токсичные соединения, переносимые Bmr [38]. Связывание BmrR с промотором bmr индуцирует конформацию, совместимую с интенсивной транскрипцией. Сложный механизм, основанный на локальном разрыве пар оснований, скольжении оснований и перестройке, позволяет BmrR активировать транскрипцию путем перенастройки спейсера из 19 пар оснований между промоторными элементами -35 и -10 для высокопродуктивного взаимодействия с РНК-полимеразой.Помимо BmrR, еще один MerR-подобный регулятор, глобальный регулятор Mta, активирует ген bmr путем связывания того же промоторного сайта, что и BmrR. Похожая схема, требующая как локальных, так и глобальных положительных регуляторов, активирует Blt, MDR EP, имеющий 50% аминокислотную идентичность с Bmr [59]. В отличие от bmrR ген, кодирующий локальный регулятор bltR, дивергентно транскрибируется из гена blt и не активируется субстратами Blt (рис. 2). Blt, как было показано, участвует в оттоке полиаминов [60], небольших молекул, выступающих в качестве важных участников во взаимодействиях бактерия-хозяин [61,62].В этом случае глобальный регулятор Mta также необходим для полной экспрессии гена blt [38]. Другой оперон, подвергнутый положительному контролю, — это salAB в Rhizobium leguminosarum [63]. Он активируется с помощью SalR, LysR-подобного регулятора, в ответ на фенольные соединения, выделяемые растением (рис. 2). EPs также можно контролировать с помощью двухкомпонентных систем передачи сигналов (TCS). Эти системы обычно реагируют на условия окружающей среды посредством гистидинкиназы внутренней мембраны, которая воспринимает и трансдуцирует различные сигналы, фосфорилирующие регулятор ответа.Глобальный анализ роли TCS в регуляции EPs E. coli [64] показал, что системы TCS, такие как BaeSR, CpxAR и EvgAS, контролируют несколько насосов в ответ на различные стимулы. Среди откачивающих насосов MFS EmrKY регулируется EvgAS в слабокислой среде и при высоких концентрациях щелочных металлов [65,66]. Система EvgAS кодируется опероном, дивергентно транскрибируемым из генов emrKY (рис. 2). Недавно было обнаружено [66], что те же стимулы (K ⁺ и кислый pH), действующие на систему EvgAS, также контролируют экспрессию ermKY у Shigella flexneri, патогена, опасного для жизни человека [67,68].В частности, анализ экспрессии emrKY во время внутриклеточной жизни Shigella показал, что такая же регуляция происходит и внутри макрофагов, где после инфицирования Shigella pH снижается, способствуя активации транскрипции emrKY системой EvgAS [66].

4. Роль MFS EP во взаимодействии между бактериями и клетками растений

Растения продуцируют большое количество вторичных метаболитов, таких как фитоалексины и алкалоиды, которые защищают их от патогенов [69]. С другой стороны, бактериальные патогены растений развили системы, противодействующие этому химическому барьеру.Несколько исследований показали, что среди этих систем трехсторонние ВП с множественной лекарственной устойчивостью являются ключевыми элементами в обеспечении устойчивости к токсичным соединениям растений, облегчая тем самым колонизацию хозяина бактериями [3,7,15]. Кроме того, EP также участвуют во взаимодействиях между растениями и симбиотическими бактериями, такими как ризобии, хорошо известные своей способностью образовывать азотфиксирующие клубеньки на корнях бобовых. В семействе RND EP описано несколько случаев, иллюстрирующих участие этих насосов в устойчивости к токсичным соединениям, нодуляции и передаче межвидовых сигналов [11,12].Некоторые MFS EP имеют отношение к взаимодействиям между растениями и патогенными, и симбиотическими бактериями (Таблица 1). Было показано, что два MFS EP, Emr1AB и Emr2AB, аналогичные E. coli EmrAB EP, участвуют в вирулентности Erwinia chrysanthemi, возбудителя болезни мягких корней [70]. Вирулентность E. chrysanthemi — сложный процесс, который зависит от нескольких факторов, включая ферменты, разрушающие клеточную стенку растений, вызывающие мацерацию и некроз тканей растений [71]. Некоторые интересные различия были выявлены при сравнении вирулентности мутантов emr1AB или erm2AB в анализах инфекции с разными растениями-хозяевами.Действительно, в то время как инфицирование мутантами emr2AB E. chrysanthemi приводит к уменьшению площади некроза в африканской фиалке и в листьях цикория, мутанты emr1AB проявляют пониженную вирулентность только в хозяине африканской фиалки. Тот факт, что мутанты emr2AB не растут в листьях цикория, предполагает, что недостаток Emr2AB резко влияет на способность E. chrysanthemi инициировать колонизацию растений. С другой стороны, мутанты, дефектные по emr1AB, чрезвычайно чувствительны к экстрактам картофеля, и их способность инфицировать клубни картофеля сильно снижена [70].Токсичное соединение, присутствующее в цикории и экстрактах клубней картофеля, не идентифицировано. Помимо общей способности придавать устойчивость к большому количеству антибиотиков, Emr1AB и Emr2AB также обеспечивают устойчивость к олеиновой кислоте и, соответственно, ко всем фитоалексинам. Взятые вместе, эти данные предполагают, что функция этих EP может быть связана с транспортом специфических токсичных соединений, обнаруживаемых только в данном растении-хозяине. Более того, Ravirala et al. [72] продемонстрировали, что экспрессия emrA в E.chrysantemi 3937 увеличивается в три раза в присутствии салициловой кислоты и до пяти раз в ответ на комбинацию фенольных кислот (включая салициловую кислоту, бензойную кислоту и транс-коричную кислоту), тем самым подтверждая, что использование защитных сигналов растений бактерии, чтобы активировать EPs, возможно, эволюционировали для повышения устойчивости к токсичным молекулам и, таким образом, облегчения выживания во враждебной среде. Что касается участия MFS EPs в симбиотических взаимодействиях между бактериями и растениями, определенные системы были охарактеризованы у Rhizobium etli, Sinorhizobium melitoti , и Р.leguminosarum [63,73,74,75,76]. Индуцируемый флавоноидами насос оттока MFS, RmrAB, был описан у R. etli, мутуалистического симбионта Phaseolus vulgaris. Гены rmrA и rmrB дивергентно транскрибируются из гена, кодирующего регулятор семейства TetR [74] (рис. 2). Мутанты, дефектные по rmrA или rmrB, образуют меньше клубеньков на корнях бобов и имеют повышенную чувствительность к токсичным соединениям, таким как нарингенин, фитоалексины и салициловая кислота. Интересно, что способность к росту в присутствии высокой концентрации нарингенина восстанавливается в присутствии плазмиды, кодирующей E.coli EmrAB [74]. Помимо подчеркивания функционального сходства между генами emrAB E. coli и генами rmrAB R. elti, это исследование показывает, как MFS EP участвуют в формировании клубеньков и в устойчивости к флавоноидам растений. Систематическое исследование систем оттока у ризобий было проведено у S. melitoti, симбионта люцерны, чтобы лучше понять влияние потери генов МЛУ-ВП на устойчивость к антимикробным препаратам и на симбиоз [76]. S. melitoti взаимодействует с корнями бобовых, вызывая образование клубеньков, внутри которых бактерия связывает азот с аммиаком, который становится доступным для растений.Путем биоинформатического анализа было идентифицировано несколько трехсторонних ВП-систем МЛУ [76], в том числе три принадлежащих к семейству MFS. Среди них есть система EmrAB, которая гомологична E. coli EmrAB EP. Экспрессия гена emrAB S. melitoti находится под контролем TetR-подобного репрессора EmrR [73,77] и происходит в ответ на стимулы от растения. С помощью слияния emrA :: gusA было показано, что гены emrAB индуцируются несколькими флавоноидными соединениями, такими как лютеолин, кверцетин, галангин, нарингенин и апигенин, продуцируемыми растением в ответ на бактериальную колонизацию [77].В частности, было показано, что лютеолин in vitro препятствует связыванию репрессора EmrR с регуляторной областью emrAB, что объясняет более высокую экспрессию оперона emrAB в ответ на флавоноиды. Удаление оперона emrAB не влияет ни на чувствительность S. melitoti к некоторым токсичным соединениям, ни на симбиотические свойства. Хотя эти данные, по-видимому, исключают участие этого EP в симбиотическом процессе, анализ профилей экспрессии показывает, что оперон emrAB и регуляторный ген ermR также индуцируются тепловым шоком и низким pH, что указывает на возможную роль этого EP в ответной реакции. чтобы подчеркнуть [75].Более того, потеря EmrR сильно снижает способность образовывать клубеньки и конкурентоспособность по сравнению с диким типом в экспериментах по совместной инокуляции с Medicago sativa в качестве хозяина [73]. Это говорит о том, что EmrR также регулирует другие гены S. melitoti и что он играет важную роль в успешном взаимодействии бактерии с растением. Ключевой молекулой в ответе растений на микробную колонизацию является салициловая кислота, фенольный гормон, обладающий множественными свойствами. роль в метаболизме и физиологии растений [78].Среди генов R. leguminosarum bv viciae 3841, активируемых в ответ на салициловую кислоту, два оперона, salAB и rmrAB, кодируют EP MFS [63]. Гены rmrAB расположены на плазмиде и обладают высокой гомологией с соответствующей системой R. etli CFN42 [74]. Гены salAB представляют собой новую систему, которая организована в оперон, дивергентно транскрибируемый с регуляторного гена salR (рис. 2). SalR специфически активируется салициловой кислотой и в меньшей степени ацетилсалициловой кислотой [63]. Анализ мутагенеза показывает, что делеция salA, но не rmrA, значительно увеличивает чувствительность к салициловой кислоте [63].Это контрастирует с наблюдаемой способностью [74] насоса RmrAB придавать устойчивость к салициловой кислоте у R. etli. Другое важное отличие по сравнению с R. etli обнаруживается на функциональном уровне: у растений гороха было обнаружено, что мутанты, лишенные salA или rmrA, не проявляют изменений в способности клубеньков или в скорости азотфиксации [63]. Хотя это ожидается для salA, поскольку он экспрессируется на низких уровнях в клубеньковых бактериях, это особенно удивительно для RmrAB, поскольку его гены сильно активируются (более чем в 20 раз) во время развития бактероидов.Это открывает возможность новой, но еще не выясненной роли насоса RmrAB во взаимодействиях между растениями и бактериями.

5. Роль MFS EP в вирулентности бактериальных патогенов у животных-хозяев

Несколько исследований показывают, что MDR MFS EP активно способствует вирулентности бактериальных патогенов. Эти EP могут потребоваться для колонизации и распространения во время инфекции хозяина, будучи вовлеченными в устойчивость к защитным соединениям, продуцируемым хозяином (таблица 1). В некоторых случаях они могут быть напрямую вовлечены в процесс вторжения.Примеры MFS EP, которые опосредуют устойчивость к антимикробным препаратам хозяина, способствуя распространению патогенов в организме хозяина, обнаружены у N. gonorrhoeae и L. monocytogenes. Было продемонстрировано, что EP FarAB опосредует устойчивость N. gonorrhoeae к длинноцепочечным жировым клеткам. кислоты (ЖК), такие как олеиновая, линолевая и пальмитиновая кислоты [45]. N. gonorrhoeae — строгий патоген для человека, вызывающий гонорею, болезнь, передающуюся половым путем. Хотя гонококк чаще всего вызывает урогенитальные инфекции, он может инфицировать другие поверхности слизистой оболочки, например прямую кишку или слизистую оболочку ротоглотки.Несколько антибактериальных механизмов хозяина действуют на разных участках инфекции. Основным действующим лицом, обеспечивающим устойчивость к антимикробным соединениям, присутствующим на участках слизистой оболочки, является RND-насос MtrCDE, который участвует в экспорте нескольких гидрофобных агентов, происходящих от хозяина [94]. Исследование Lee и Shafer [45] идентифицировало FarAB как вторую систему оттока, участвующую в устойчивости гонококков к определенному подмножеству длинноцепочечных ЖК. Действительно, авторам удалось продемонстрировать, что инсерционные мутанты farB клинических изолятов приобрели высокую чувствительность к этим FA.Дальняя (для «устойчивости к ЖК») система состоит из адапторного белка FarA и переносчика цитоплазматической мембраны FarB. Оба демонстрируют сходство последовательностей с E. coli EmrAB. Этому EP требуется белок MtrE в качестве канала внешней мембраны для экспорта антибактериальных ЖК изнутри клетки. Как обсуждалось, экспрессия farAB негативно регулируется с помощью FarR, который, в свою очередь, репрессируется с помощью MtrR, репрессора mtrCDE EP [46,95]. Противоположная активность MtrR в отношении оперонов mtr и far, вероятно, предотвращает аномальную экспрессию EP, которая, как было показано, вредна для гонококков [96].В то же время он предоставляет гонококкам альтернативный способ противодействия врожденной защите хозяина, как в случае устойчивости к антибактериальным эффектам ЖК, присутствующих в фекальных липидах, наблюдаемых в подгруппе ректальных изолятов [97]. Исследование, оценивающее транскрипционный ответ L. monocytogenes на желчь млекопитающих, выявило, что два MDR MFS EP, MdrM и MdrT, сильно индуцируются желчным компонентом холевой кислотой [50]. Желчь млекопитающих обладает сильным антимикробным действием. Бактериальные патогены желудочно-кишечного тракта и гепатобилиарной системы должны быть способны выживать в этой богатой желчью окружающей среде, чтобы колонизировать хозяйские клетки и распространяться во время инфекции [98].L. monocytogenes — это патоген пищевого происхождения, который сначала находится в кишечнике, а затем проникает через кишечный барьер и быстро распространяется в печень и селезенку, основные органы-мишени. Бактерия также может существовать внеклеточно в просвете желчного пузыря, где желчь очень сконцентрирована. Несколько генов способствуют выживанию L. monocytogenes в среде, богатой желчью [99]. Среди них гены, кодирующие эффлюксный насос mdrM и mdrT, которые сильно индуцируются холевой кислотой.Однако только один из двух насосов, MdrT, способен экструдировать это соединение, и это приводит к способности L. monocytogenes выживать в среде, богатой желчью. Делеция mdrT ослабляет рост в присутствии холевой кислоты in vitro и вызывает 100-кратное уменьшение колонизации желчного пузыря мышей in vivo. Таким образом, MdrT EP считается важным фактором вирулентности L. monocytogenes [50]. Что касается MdrM, было высказано предположение, что он может взаимодействовать с MdrT при колонизации печени мышей L. monocytogenes, хотя экзогенные субстраты этого EP еще не идентифицированы [50].Роль MFS MdrM и MdrT EP не ограничивается сопротивлением желчи. В самом деле, они известны своим участием в патогенезе L. monocytogenes и своей способностью модулировать цитозольный путь надзора за врожденным иммунитетом, способствуя межклеточному распространению бактерий и тканевой инвазии. В частности, эктопическая экспрессия как MdrM, так и MdrT приводит к массивной активации IFN-β в инфицированных макрофагах мыши, в то время как делеция гена mdrM снижает секрецию IFN-β, что позволяет предположить, что MdrM активно контролирует способность цитозольных бактерий индуцировать Экспрессия IFN-β [51].Воспользовавшись преимуществом штамма L. monocytogenes, сверхэкспрессирующего mdrT, можно было идентифицировать молекулу, секретируемую MdrT, как циклический ди-АМФ. Было высказано предположение, что в физиологических условиях MdrM стимулирует продукцию IFN-β, транспортируя этот природный нетоксичный субстрат [79]. Впоследствии были идентифицированы другие гомологи MdrM. Вместе с MdrM они ответственны за большую часть индукции IFN-β при инфицировании L. monocytogenes макрофагов мыши [100]. Эти молекулы, вместе называемые переносчиками МТАС (для MdrM, MdrT, MdrA и MdrC), сильно индуцируются во время бактериальной инфекции.Хотя они не являются необходимыми для роста бактерий в клетках макрофагов, их отсутствие снижает вирулентность L. monocytogenes у мышей [100]. В этих исследованиях ц-ди-АМФ, высвобождаемый переносчиками МТАС, ясно продемонстрировал свою способность вызывать контролируемую активацию путей восприятия цитозоля, что, по-видимому, полезно для инфекционного процесса L. monocytogenes in vivo. Более поздние открытия пролили свет на то, как секретируемый циклический ди-АМФ имеет решающее значение для вирулентности L. monocytogenes. Было продемонстрировано, что первичным сенсором для этого циклического динуклеотида является оксидоредуктаза RECON (редуктаза, контролирующая NF-κB) [101], которая при связывании c-ди-AMP ​​высвобождает отрицательный контроль активации NF-κB ниже TLR (Toll -подобный рецептор), что в конечном итоге приводит к выработке оксида азота.Высокий уровень оксида азота улучшает межклеточное распространение L. monocytogenes, что является наиболее стойким признаком вирулентности эпидемических штаммов [102]. Транспортеры МТАС также играют роль в стрессовой реакции клеточной стенки L. monocytogenes. Было высказано предположение, что переносчики МТАС участвуют в усилении синтеза пептидогликана под воздействием стимулов, вызывающих стресс клеточной стенки, таких как ванкомицин, и что может существовать связь между этой функцией и секрецией ц-ди-АМФ [100]. Более того, было обнаружено, что индукция MTAC-зависимого IFN-β в инфицированных макрофагах запускается L.monocytogenes, дефектные по синтезу липотейхоевой кислоты (LTA). Было показано, что в нормальных условиях роста для самого синтеза LTA требуются переносчики MDR, возможно, через отток c-di-AMP [103]. Другой пример системы оттока, участвующей в физиологических функциях, таких как метаболизм липидов, и в то же время решающей для фенотипа вирулентности, был описан у микобактерий. Он состоит из липопротеина LprG и откачивающего насоса MDR MFS P55. LprG и P55 кодируются опероном rv1411c-rv1410c, который сохраняется у нескольких непатогенных и патогенных видов микобактерий, включая Mycobacterium bovis и Mycobacterium tuberculosis [104].Несколько исследований продемонстрировали, что этот оперон важен для вирулентности различных видов микобактерий у мышей, поскольку делеция rv1411c-rv1410c снижает репликацию бактерий в макрофагах и выживаемость на моделях мышей [81,82,105]. Было обнаружено, что у M. tuberculosis система LprG-P55 перемещает триацилглицериды (ТАГ) из цитоплазмы на внешнюю мембрану посредством механизма, при котором P55 транспортирует ТАГ через внутреннюю мембрану и передает его LprG, который затем передает его на внешнюю мембрану [ 106].В организме хозяина липиды представляют собой основной источник углерода для M. tuberculosis, и эти условия способствуют выработке ТАГ, который служит надежным долгосрочным источником энергии. Было высказано предположение, что транспортная система LprG-P55 критически способствует предотвращению аномального внутриклеточного накопления ТАГ во время определенных условий роста в организме хозяина, защищая бактерии от токсичных побочных продуктов холестерина, удаляя их через ТАГ из цитоплазмы [106]. Роль P55 EP в патогенезе Mycobacterium дополнительно подчеркивается высокопроизводительными скрининговыми исследованиями, показывающими, что транспозонные мутанты гена rv1410c значительно ослаблены на моделях мышей [107] и в макрофагах [108].Соответственно, у M. bovis было обнаружено, что P55 участвует в поглощении холестерина и необходим для оптимального роста холестерина, одного из основных источников углерода in vivo [109]. У микобактерий функции переносчиков MFS в основном связаны с внутренней и приобретенной лекарственной устойчивостью, которая ответственна за неэффективность лечения туберкулеза [110]. Однако повышенная регуляция переносчиков MFS не обязательно зависит от лекарственного стресса, а толерантность к лекарствам может быть побочным эффектом их физиологической роли, включая вирулентность.Используя модель, состоящую из личинок рыбок данио, инфицированных Mycobacterium marinum, было продемонстрировано, что у растущих микобактерий развивается множественная лекарственная устойчивость вскоре после того, как они заражают макрофаги, независимо от воздействия лекарств. Толерантность к лекарствам сохраняется в течение нескольких часов после убийства макрофагов и зависит от активности ФП [83]. У M. tuberculosis насос оттока Tap кодируется rv1258c, одним из генов, транскрипционно индуцируемых при инфицировании макрофагами [84,85]. Удаление rv1258c приводит к снижению внутриклеточного роста и повышенной восприимчивости к рифампицину, что указывает на специфичность Tap EP в обеспечении толерантности, индуцированной макрофагами [83].Впоследствии в M. tuberculosis сообщалось, что rv1258c входит в число генов, экспрессия которых индуцируется в ответ на лизосомальную растворимую фракцию (SF), полученную из активированных макрофагов, и что его делеция определяет более высокую чувствительность к уничтожению лизосомным SF, а также снижение выживаемости в макрофагах [111]. Tap представляет собой пример EP, индуцированного при инфицировании хозяина, чтобы противодействовать враждебной клеточной среде и стимулировать рост бактерий, который участвует в опосредовании толерантности к лекарствам.Участие MDR MFS EP во время инфекций бактериальными патогенами дополнительно подчеркивается Tet38, EP Staphylococcus aureus, который способствует интернализации и выживанию бактерий в клетках-хозяевах [53,54,80]. Tet38 представляет собой кодируемый хромосомой EP, который отвечает за экструзию нескольких субстратов, включая тетрациклин, фосфомицин и ненасыщенные жирные кислоты. S. aureus — это универсальная бактерия, способная вызывать острые и хронические инфекции у людей и животных из-за большого арсенала факторов вирулентности и способности приобретать множественную лекарственную устойчивость.Устойчивость S. aureus может быть частично обусловлена ​​его способностью выживать и адаптироваться к внутриклеточной среде хозяина, что позволяет избежать воздействия антибиотиков и иммунного ответа хозяина. Хотя S. aureus обычно не является внутриклеточным патогеном, он может проникать в эпителиальные и эндотелиальные клетки и выживать в них. Участие Tet38 в поглощении S. aureus клетками-хозяевами было ясно продемонстрировано при наблюдении серьезного снижения восстановления мутантов S. aureus tet38 после инвазии эпителиальных клеток человека [54].Tet38 взаимодействует с ассоциированным с мембраной рецептором клетки-хозяина CD36. Попав внутрь клетки-хозяина, Tet38 способствует выходу интернализованных клеток S. aureus из фаголизосом [80]. Действительно, Truong et al. [80] показали, что, хотя внутриклеточные мутанты tet38 S. aureus остаются в основном связанными с фаголизосомами с прогрессирующим уменьшением их числа из-за их неспособности к репликации, штаммы дикого типа присутствуют в большем количестве клеток, не связанных с фаголизосома.В дополнение к гену tet38, также гены norB и norD, кодирующие два транспортера MFS MDR, сильно активируются во время инфекций S. aureus в модели подкожного абсцесса у мышей [53]. Хотя их специфическая роль и потенциальные природные субстраты в абсцессах еще не идентифицированы, мутанты norB или norD обнаруживают значительные дефекты приспособленности в конкурентных анализах по сравнению с диким типом [56,58]. В частности, у мутантов norD S. aureus нарушение селективной приспособленности больше, чем у мутантов norB.Эти данные показывают, что NorB и NorD EP не только вносят вклад в повышение устойчивости к антибиотикам, но также способствуют выживанию бактерий в стафилококковых абсцессах. Совсем недавно было продемонстрировано, что MFS EmrKY EP способствует выживанию Shigella в среде макрофагов [66]. Инфекционный процесс Shigella, внутриклеточного патогена человека, характеризуется способностью проникать в макрофаги, где он размножается и вызывает гибель клеток, прежде чем высвобождается и затем интернализуется эпителиальными клетками слизистой оболочки толстой кишки [67,68].Несмотря на высокую гомологию генома с комменсальной E. coli, Shigella претерпела обширный генный распад [19, 112], что привело к отсутствию 6 из 20 систем MDR EP, описанных у E. coli [66]. Анализ транскрипции генов EP в ответ на внутриклеточную среду, с которой Shigella сталкивается во время инфекционного процесса, показал, что EmrKY EP селективно индуцируется в макрофагах, но не в эпителиальных клетках [66]. Было высказано предположение, что это может зависеть от различных условий цитозольного pH, происходящих в двух типах клеток.В частности, кислые условия в макрофагах индуцируют emrKY через двухкомпонентную систему EvgA / EvgS. Конкурентные эксперименты со штаммами Shigella, содержащими или не имеющими оперона emrKY, показывают, что EmrKY помогает Shigella лучше выжить внутри макрофагов [66]. Сообщалось, что мутанты E. coli emrKY, помимо пониженной способности образовывать биопленки, проявляют гиперчувствительность к нескольким лекарствам, таким как митомицин C, агент, алкилирующий ДНК [113]. На этом основании было высказано предположение, что EmrKY может способствовать выживанию Shigella в макрофагах, защищая клетки от соединений, повреждающих ДНК.

6. Роль MFS EP в бактериальной коммуникации и формировании биопленок

Коммуникация между бактериями и внешней средой, а также между бактериями в одной и той же экологической нише имеет решающее значение для адаптации к новым местам обитания. Это позволяет выжить в стрессовых условиях и, в случае патогенных бактерий, обычно имеет большое значение для инфекционного процесса. Сложный механизм межклеточной коммуникации представлен распознаванием кворума. При высокой плотности сигнала молекулы накапливаются и связываются со специфическими активаторами транскрипции, запуская ряд процессов, включая вирулентность, образование биопленок и устойчивость к лекарствам.Интересным случаем MFS EP, участвующего в распознавании кворума, является MDR EmrCAB EP Chromobacterium violaceum, грамотрицательного условно-патогенного микроорганизма человека, обычно обнаруживаемого в воде и почве. EmrCAB кодируется большим опероном, подобным EmRAB, но также включающим ген TolC-подобного компонента внешней мембраны [37] (Рисунок 2). Это регулируется репрессором типа MarR, EmrR. Для управления производством микробицидного пурпурного пигмента vioace в этом микроорганизме используется система контроля кворума, состоящая из цепи CviI / CviR, которая производит и получает специфические ацилированные гомосеринлактонные (AHL) аутоиндукторы [114].Делеция гена emrR вызывает, помимо устойчивости к антибиотикам, снижение выработки виолацеина. Комбинированная делеция emrCAB и emrR восстанавливает продукцию виолацеина [37], подтверждая, что EmrR контролирует синтез пигмента посредством репрессии emrCAB. Было высказано предположение, что высокий уровень EmrCAB изменяет передачу сигналов, воспринимающих кворум, путем экспорта длинноцепочечных молекул AHL, синтезированных с помощью CviI и необходимых для активации биосинтеза виолаацеина. EP, подобный EmrCAB, EmRCABsm, также был охарактеризован у Stenotrophomonas maltophilia, грамотрицательного условно-патогенного микроорганизма, связанного с муковисцидозом и обладающего высокой устойчивостью к широкому спектру антибиотиков [36,115,116].В соответствии с предыдущими наблюдениями гомологов EmrCABs у других микроорганизмов, этот EP отрицательно регулируется EmrRsm и способствует экструзии высокогидрофобных субстратов. Принимая во внимание повсеместную природу S. maltophilia, этот EP может играть физиологическую роль, позволяя бактериям выживать в их экологической нише или экспортировать сигнальные молекулы [36] (Table 1). Насосы оттока участвуют в образовании биопленок, поскольку в большинстве случаев гены, кодирующие EP, экспрессируются на более высоких уровнях в биопленкообразующих бактериях по сравнению с планктонными бактериями [117].Это представляет собой серьезную клиническую проблему, поскольку ВП являются ключевыми элементами в формировании множественной лекарственной устойчивости, часто приводящей к хроническим инфекциям, которые трудно лечить [117,118]. Участие ФП в формировании биопленок подтверждается способностью ингибиторов ФП подавлять образование биопленок [119]. Мутанты E. coli, у которых отсутствуют гены для нескольких EP, включая MFS EPs EmrD или EmrKY, демонстрируют низкое образование биопленок [120]. Аналогичным образом, штаммы серовара Typhimurium Salmonella enterica, несущие мутации в генах emrAB или mdfA, оба кодирующие MFS EPs [119], нарушают образование биопленок.Хотя EP считались в основном устройствами, используемыми бактериями, внедренными в биопленку, для повышения устойчивости к противомикробным агентам, эти переносчики также играют важную роль в метаболизме бактерий, образующих биопленку. В целом природа экспортируемых субстратов способствует образованию биопленок как положительным, так и отрицательным образом [26]. Фактически, бактерии могут использовать EP для перемещения веществ, необходимых для агрегирования матриц биопленок и молекул, чувствительных к кворуму, которые влияют на формирование биопленок. Что касается ОРМ, существует несколько примеров положительного воздействия (таблица 1).Примером этого является транспортер GluP Helicobacter pylori, который экспортирует сахара, такие как d-глюкоза [121]. У штаммов H. pylori, лишенных GluP EP, матрикс биопленки содержит больше полостей по сравнению с диким типом. Поскольку d-глюкоза участвует в синтезе бактериальных экзополисахаридов, неудачный экспорт этого важного компонента матрикса отрицательно влияет на правильную упаковку биопленки [92]. Аналогичным образом, во время роста биопленки E. coli повышенная регуляция setB, кодирующего EP MSF, участвующего в оттоке глюкозы, предположительно поддерживает потребность в увеличенном экспорте сахаров в биогенезе матрикса биопленки и экструзии неметаболизируемых веществ. сахара, которые могут быть токсичными для клеток биопленки [89,117].Еще один пример у E. coli представлен EmrD [91], EP, участвующий в оттоке арабинозы, который способствует агрегации клеток и образованию биопленок. Другой случай у E. coli — MDR EP TetA (C), который стимулирует выработку колановая кислота, капсульный полисахаридный компонент матрицы биопленки, способствующий созреванию биопленки [90]. У S. aureus ген proP, кодирующий переносчик пролина / бетаина MFS, активируется в биопленке по сравнению с ростом планктона [93]. Повышенный уровень ProP во время начальной стадии образования биопленки может облегчить транспорт пролина и бетаина через мембрану, защищающую клетки от осмотического стресса, поскольку эти осмолиты имеют решающее значение для выживания бактериальных клеток в этих условиях [122].Другой EP S. aureus, участвующий в обеспечении соответствующей приспособленности бактерий в клетках, залитых биопленкой, — это NorB, который, как уже упоминалось, способствует выживанию бактерий в абсцессах. Экспрессия гена norB увеличивается в ответ на гипоксические условия и низкий pH в биопленках [56]. В частности, было высказано предположение, что NorB может гарантировать защиту клеток биопленки от токсического воздействия органических кислот, образующихся при ферментации глюкозы во время анаэробного дыхания при росте биопленки.Другие MFS EPs, участвующие в образовании биопленок, обнаружены у Acinetobacter baumannii, патогена человека с множественной лекарственной устойчивостью, ответственного за тяжелые нозокомиальные инфекции. Клиническая значимость A. baumannii во многом обусловлена ​​его способностью выживать в стрессовых условиях за счет образования биопленок [88]. В формировании биопленок участвуют три MFS EP A. baumannii: Pmt, AbaF и AbaQ. Транспортер Pmt кодируется геном, экспрессирующимся на значительно более высоких уровнях в клетках биопленки по сравнению с планктонными клетками [88].Контролируя количество внеклеточной ДНК (еДНК), высвобождаемой штаммами, сверхэкспрессирующими pmt, Sahu et al. [123] предположили участие Pmt EP в транспорте нуклеиновых кислот. Поскольку ДНК и РНК являются хорошо известными каркасными компонентами матрикса биопленки [124], авторы [123] пришли к выводу, что увеличение eDNA поддерживает более обильное развитие бактериальной биопленки. Другой транспортер MFS, участвующий в образовании биопленок, — это AbaF, ответственный за отток фосфомицина. Нарушение гена abaF ограничивает способность образовывать биопленки, вероятно, из-за уменьшения оттока матричных соединений биопленки.Более того, с использованием модели Caenorhabditis elegans было показано, что черви, инфицированные штаммами, дефектными по abaF A. baumannii, выживают дольше, чем те, которые инфицированы штаммом дикого типа, что позволяет предположить, что мутанты abaF обладают пониженной способностью вытеснять антибактериальные факторы, производные от хозяина [ 86]. Наконец, было показано, что отсутствие abaQ, гена, кодирующего транспортер MFS, значительно снижает подвижность и вирулентность, ассоциированную с бактериальной поверхностью, в модели C. elegans [87]. Интересно, что потеря подвижности и снижение вирулентности наблюдались также у гиперпродуцирующих биопленки A.клинический штамм baumanni удален в abaQ. Учитывая важную роль подвижности бактерий на первой стадии образования биопленок, вполне вероятно, что AbaQ также вносит вклад в вирулентность A. baumanni, обеспечивая эффективное образование биопленок. В целом эти данные свидетельствуют о том, что ингибирование синтеза компонентов EP может представлять собой новый эффективный подход к преодолению растущего числа инфекций, связанных с биопленками.

Любопытный случай вакуолярной АТФазы: регуляция сигнальных путей | Молекулярный рак

1.

Forgac M. Вакуолярные АТФазы: роторные протонные насосы в физиологии и патофизиологии. Nat Rev Mol Cell Biol. 2007. 8 (11): 917–29.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

2.

Коттер К., Странски Л., Макгуайр С., Форгак М. Недавние исследования структуры, регуляции и функции V-АТФаз. Trends Biochem Sci. 2015; 40 (10): 611–22.

Артикул
PubMed
PubMed Central
CAS

Google Scholar

3.

Маршанский В., Рубинштейн Дж., Грубер Г. Эукариотическая V-АТФаза: новые структурные открытия и функциональные открытия. Biochim Biophys Acta. 2014; 1837 (6): 857–79.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

4.

Странски Л., Коттер К., Форгак М. Функция V-АТФаз при раке. Physiol Rev.2016; 96 (3): 1071–91.

Артикул
PubMed
PubMed Central

Google Scholar

5.

Ниши Т., Форгак М. Вакуолярные (H +) — АТФазы — самые универсальные протонные насосы в природе. Nat Rev Mol Cell Biol. 2002. 3 (2): 94–103.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

6.

Wilkens S, Zhang Z, Zheng Y. Структурная модель вакуолярной АТФазы из просвечивающей электронной микроскопии. Микрон. 2005. 36 (2): 109–26.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

7.

Шао Э., Форгак М. Участие негомологичной области субъединицы а дрожжевой V-АТФазы в связывании и диссоциации in vivo. J Biol Chem. 2004. 279 (47): 48663–70.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

8.

Маршанский В., Футаи М. H + -АТФаза V-типа в везикулярном трафике: нацеливание, регуляция и функция. Curr Opin Cell Biol. 2008. 20 (4): 415–26.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

9.

Холлидей LS. Вакуолярная H + -АТФаза: важный многозадачный фермент в физиологии и патофизиологии. Новый научный журнал. 2014; 2014: 21.

Артикул
CAS

Google Scholar

10.

Скотт С.С., Грюнберг Дж. Поток ионов и функция эндосом и лизосом: pH — это только начало: поток ионов через эндосомные мембраны влияет на функцию эндосом не только через регулирование pH в просвете. BioEssays. 2011. 33 (2): 103–10.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

11.

Maxfield FR, McGraw TE. Эндоцитарный рециклинг. Nat Rev Mol Cell Biol. 2004. 5 (2): 121–32.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

12.

Сафтиг П., Клумперман Дж. Биогенез лизосом и лизосомные мембранные белки: транспорт встречается с функцией. Nat Rev Mol Cell Biol. 2009. 10 (9): 623–35.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

13.

Poea-Guyon S, Ammar MR, Erard M, Amar M, Moreau AW, Fossier P, Gleize V, Vitale N, Morel N. Мембранный домен V-АТФазы представляет собой датчик гранулированного pH, который контролирует экзоцитотический аппарат. J Cell Biol. 2013. 203 (2): 283–98.

Артикул
PubMed
PubMed Central
CAS

Google Scholar

14.

Корнак Ю., Рейндерс Э., Димопулу А., ван Ривейк Дж., Фишер Б., Раджаб А., Бадде Б., Нюрнберг П., Фулькье Ф., Лефебер Д. и др.Нарушение гликозилирования и кутислакса, вызванное мутациями в везикулярной субъединице Н + -АТФазы ATP6V0A2. Нат Жене. 2008. 40 (1): 32–4.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

15.

Williamson WR, Hiesinger PR. О роли v-ATPase V0a1-зависимой деградации при болезни Альцгеймера. Коммуна Интегр Биол. 2010. 3 (6): 604–7.

Артикул
PubMed
PubMed Central

Google Scholar

16.

O’Callaghan KM, Ayllon V, O’Keeffe J, Wang Y, Cox OT, Loughran G, Forgac M, O’Connor R. Гем-связывающий белок HRG-1 индуцируется инсулиноподобным фактором роста I и ассоциируется с вакуолярная H + -АТФаза для контроля эндосомного pH и переноса рецепторов. J Biol Chem. 2010. 285 (1): 381–91.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

17.

Strasser B, Iwaszkiewicz J, Michielin O, Mayer A. Цилиндр протеолипида V-АТФазы способствует стадии смешения липидов SNARE-зависимого слияния дрожжевых вакуолей.EMBO J. 2011; 30 (20): 4126–41.

Артикул
PubMed
PubMed Central
CAS

Google Scholar

18.

Бретон С., Браун Д. Новое понимание регуляции V-АТФазы-зависимой секреции протонов. Am J Physiol Renal Physiol. 2007; 292 (1): F1–10.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

19.

Браун Д., Паунеску Т.Г., Бретон С., Маршанский В. Регулирование V-АТФазы в эпителиальных клетках почек: двойная роль в кислотно-основном гомеостазе и переносе пузырьков.J Exp Biol. 2009; 212 (Pt 11): 1762–72.

Артикул
PubMed
PubMed Central
CAS

Google Scholar

20.

Карет ИП. Физиологические и метаболические последствия изоформ V-АТФазы в почках. J Bioenerg Biomembr. 2005. 37 (6): 425–9.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

21.

Пастор-Солер Н., Пьетремент С., Бретон С. Роль переносчиков кислоты / основания в мужском репродуктивном тракте и возможные последствия их неисправности.Физиология (Bethesda). 2005; 20: 417–28.

CAS

Google Scholar

22.

Jaiswal MK, Agrawal V, Katara GK, Pamarthy S, Kulshrestha A, Chaouat G, Gilman-Sachs A, Beaman KD. Мужская фертильность и апоптоз в нормальном сперматогенезе регулируются изоформой a2 вакуолярной АТФазы. J Reprod Immunol. 2015; 112: 38–45.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

23.

Цинь А, Ченг Т.С., Павлос Нью-Джерси, Линь З., Дай К.Р., Чжэн М.Х. V-АТФазы в остеокластах: структура, функция и потенциальные ингибиторы резорбции кости. Int J Biochem Cell Biol. 2012. 44 (9): 1422–35.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

24.

Паунеску Т.Г., Джонс А.С., Тышковский Р., Браун Д. Экспрессия V-АТФазы в обонятельном эпителии мышей. Am J Physiol Cell Physiol. 2008; 295 (4): C923–30.

Артикул
PubMed
PubMed Central
CAS

Google Scholar

25.

Norgett EE, Golder ZJ, Lorente-Canovas B, Ingham N, Steel KP, Karet Frankl FE. Мышь с нокаутом Atp6v0a4 представляет собой модель ацидоза дистальных почечных канальцев с потерей слуха с дополнительным внепочечным фенотипом. Proc Natl Acad Sci U S. A. 2012; 109 (34): 13775–80.

Артикул
PubMed
PubMed Central
CAS

Google Scholar

26.

Шайн Л., Килти С., Гросс Дж, Кеннеди Б. Вакуолярные АТФазы и их роль в зрении. Adv Exp Med Biol.2014; 801: 97–103.

Артикул
PubMed

Google Scholar

27.

Бретон С., Браун Д. Регулирование подкисления просвета с помощью V-АТФазы. Физиология. 2013. 28 (5): 318–29.

Артикул
PubMed
PubMed Central
CAS

Google Scholar

28.

Картнер Н, Манолсон М.Ф. Новые методы в разработке лекарственной терапии остеопороза: вакуолярная H (+) — АТФаза с взъерошенными краями остеокластов как новая мишень.Экспертное мнение Drug Discov. 2014. 9 (5): 505–22.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

29.

Смит А.Н., Скауг Дж., Чоат К.А., Найир А., Баккалоглу А., Озен С., Хултон С.А., Санжад С.А., Аль-Саббан Е.А., Лифтон Р.П. и др. Мутации в ATP6N1B, кодирующем новую субъединицу 116 кДа вакуолярного протонного насоса почек, вызывают рецессивный дистальный почечный канальцевый ацидоз с сохраненным слухом. Нат Жене. 2000. 26 (1): 71–5.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

30.

Sennoune SR, Martinez-Zaguilan R. Плазмалеммальные вакуолярные H + -АТФазы в ангиогенезе, диабете и раке. J Bioenerg Biomembr. 2007. 39 (5–6): 427–33.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

31.

Sennoune SR, Bakunts K, Martinez GM, Chua-Tuan JL, Kebir Y, Attaya MN, Martinez-Zaguilan R. Вакуолярная H + -АТФаза в клетках рака груди человека с отчетливым метастатическим потенциалом: распределение и функциональная активность. Am J Physiol Cell Physiol.2004. 286 (6): C1443–52.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

32.

Джайсвал М.К., Маллерс Т.М., Ларсен Б., Квак-Ким Дж., Чауат Г., Гилман-Сакс А., Биман К.Д. Повышение регуляции V-АТФазы на ранних сроках беременности: возможная связь с возникновением воспалительной реакции в доимплантационном периоде беременности. Репродукция. 2012. 143 (5): 713–25.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

33.

Kwong C, Gilman-Sachs A, Beaman K. Связанная с опухолью a2 вакуолярная АТФаза действует как ключевой медиатор воспаления, связанного с раком, индуцируя проколкогенные свойства в моноцитах. J Immunol. 2011; 186 (3): 1781–9.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

34.

Katara GK, Kulshrestha A, Jaiswal MK, Pamarthy S, Gilman-Sachs A, Beaman KD. Ингибирование субъединицы вакуолярной АТФазы в опухолевых клетках задерживает рост опухоли за счет уменьшения основной популяции макрофагов в микроокружении опухоли.Онкоген. 2016; 35 (8): 1058-65. https://doi.org/10.1038/onc.2015.159.

35.

Gilman-Sachs A, Tikoo A, Akman-Anderson L, Jaiswal M, Ntrivalas E, Beaman K. Экспрессия и роль вакуолярной АТФазы a2 (a2V) в торговле гранулами нейтрофилов человека и экзоцитозе. J Leukoc Biol. 2015; 6: 1121–31.

Артикул
CAS

Google Scholar

36.

Ибрагим С.А., Кульшреста А., Катара Г.К., Амин М.А., Биман К.Д. Раковый пептид изоформы вакуолярной АТФазы «а2» способствует миграции нейтрофилов за счет аутокринной секреции ИЛ-8.Научный доклад 2016; 6: 36865.

Артикул
PubMed
PubMed Central
CAS

Google Scholar

37.

Liberti MV, Locasale JW. Эффект Варбурга: как он полезен для раковых клеток? Trends Biochem Sci. 2016; 41 (3): 211–8.

Артикул
PubMed
PubMed Central
CAS

Google Scholar

38.

Торигоэ Т., Идзуми Х., Исэ Т, Мураками Т., Урамото Х., Исигучи Х., Йошида Й, Танабэ М., Номото М., Коно К.Вакуолярная H (+) — АТФаза: функциональные механизмы и потенциал в качестве мишени для химиотерапии рака. Противораковые препараты. 2002. 13 (3): 237–43.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

39.

Альфарук К.О., Вердуско Д., Раух К., Муддатир А.К., Адил Х.Х., Эльхассан Г.О., Ибрагим М.Э., Дэвид Поло Ороско Дж., Кардоне Р.А., Решкин С.Дж. и др. Гликолиз, метаболизм опухоли, рост и распространение рака. Новая этиопатогенная перспектива на основе pH и терапевтический подход к старому вопросу о раке.Онкология. 2014; 1 (12): 777–802.

Артикул
PubMed
PubMed Central

Google Scholar

40.

Гиллис Р.Дж., Роби И., Гейтенби, РА. Причины и последствия повышенного метаболизма глюкозы при онкологических заболеваниях. J Nucl Med. 2008; 49 (Прил. 2): 24С – 42С.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

41.

Кубиш Р., Фрелих Т., Арнольд Г.Дж., Шрайнер Л., фон Шварценберг К., Ройдл А., Фолльмар А.М., Вагнер Э.Ингибирование V-АТФазы архазолидом приводит к дисфункции лизосом, что приводит к нарушению активации катепсина B in vivo. Int J Cancer. 2014. 134 (10): 2478–88.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

42.

Kubota S, Seyama Y. Сверхэкспрессия субъединицы 16 кДа вакуолярной АТФазы в фибробластах 10T1 / 2 усиливает инвазию с одновременной индукцией матриксной металлопротеиназы-2. Biochem Biophys Res Commun. 2000. 278 (2): 390–4.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

43.

Fan SH, Wang YY, Lu J, Zheng YL, Wu DM, Zhang ZF, Shan Q, Hu B, Li MQ, Cheng W. CERS2 подавляет инвазию опухолевых клеток и связан со снижением V-АТФазы и MMP-2 / MMP -9 мероприятий по раку груди. J Cell Biochem. 2015; 116 (4): 502–13.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

44.

Пастернак С.Х., Багшоу Р.Д., Гирал М., Чжан С., Акерли, Калифорния, Пак Б.Дж., Каллахан Д.В., Махуран Д.Дж. Пресенилин-1, никастрин, белок-предшественник амилоида и активность гамма-секретазы совместно локализованы в лизосомальной мембране.J Biol Chem. 2003. 278 (29): 26687–94.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

45.

Wojtkowiak JW, Verduzco D, Schramm KJ, Gillies RJ. Лекарственная устойчивость и клеточная адаптация к кислому pH-микроокружению опухоли. Mol Pharm. 2011; 8 (6): 2032–8.

Артикул
PubMed
PubMed Central
CAS

Google Scholar

46.

Мураками Т., Сибуя И., Исэ Т., Чен З.С., Акияма С., Накагава М., Изуми Х., Накамура Т., Мацуо К., Ямада Ю. и др.Повышенная экспрессия генов вакуолярной протонной помпы и клеточного PH при устойчивости к цисплатину. Int J Cancer. 2001; 93 (6): 869–74.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

47.

Lu Q, Lu S, Huang L, Wang T, Wan Y, Zhou CX, Zhang C, Zhang Z, Li X. Экспрессия V-АТФазы связана с лекарственной устойчивостью и патологией немелких -клеточный рак легкого. Diagn Pathol. 2013; 8: 145.

Артикул
PubMed
PubMed Central
CAS

Google Scholar

48.

Kulshrestha A, Katara GK, Ibrahim S, Pamarthy S, Jaiswal MK, Sachs AG, Beaman KD. Изоформа вакуолярной АТФазы «а2» проявляет отчетливое накопление на клеточной поверхности и модулирует активность матриксной металлопротеиназы при раке яичников. Oncotarget. 2015; 6 (6): 3797–810.

Артикул
PubMed
PubMed Central

Google Scholar

49.

Видманн Р.М., фон Шварценберг К., Паламидесси А., Шрейнер Л., Кубиш Р., Либл Дж., Шемпп С., Траунер Д., Вереб Г., Захлер С. и др.Ингибитор V-АТФазы архазолид устраняет метастазирование опухоли посредством ингибирования эндоцитарной активации rho-GTPase Rac1. Cancer Res. 2012. 72 (22): 5976–87.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

50.

Huss M, Wieczorek H. Ингибиторы V-ATPases: старые и новые игроки. J Exp Biol. 2009. 212 (Pt 3): 341–6.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

51.

Altan N, Chen Y, Schindler M, Simon SM. Дефектное закисление в опухолевых клетках груди человека и последствия для химиотерапии. J Exp Med. 1998. 187 (10): 1583–98.

Артикул
PubMed
PubMed Central
CAS

Google Scholar

52.

Kim KH, Lee MS. Аутофагия — ключевой игрок в клеточном и телесном метаболизме. Nat Rev Endocrinol. 2014. 10 (6): 322–37.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

53.

Gewirtz DA. Четыре стороны аутофагии: значение для лечения рака. Cancer Res. 2014; 74 (3): 647–51.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

54.

Kissing S, Hermsen C, Repnik U, Nesset CK, von Bargen K, Griffiths G, Ichihara A, Lee BS, Schwake M, De Brabander J, et al. Вакуолярная АТФаза в слиянии фагосома-лизосома. J Biol Chem. 2015; 290 (22): 14166–80.

Артикул
PubMed
PubMed Central
CAS

Google Scholar

55.

Mijaljica D, Prescott M, Девениш RJ. Участие V-АТФазы в аутофагических процессах. Аутофагия. 2011; 7 (6): 666–8.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

56.

Карр Г., Уильямс, Делавэр, Диас-Марреро, А.Р., Патрик Б.О., Боттриэль Х, Балджи А.Д., Донохью Е., Роберж М., Андерсен Р. Бафиломицины, продуцируемые в культуре Streptomyces spp. изолированные из морских мест обитания, являются мощными ингибиторами аутофагии. J Nat Prod. 2010. 73 (3): 422–7.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

57.

Mauvezin C, Nagy P, Juhasz G, Neufeld TP. Слияние аутофагосома-лизосома не зависит от подкисления, опосредованного V-АТФазой. Nat Commun. 2015; 6: 7007.

Артикул
PubMed
PubMed Central

Google Scholar

58.

Соркин А. фон Застров М. Эндоцитоз и передача сигналов: переплетающиеся молекулярные сети.Nat Rev Mol Cell Biol. 2009. 10 (9): 609–22.

Артикул
PubMed
PubMed Central
CAS

Google Scholar

59.

Yoshimori T, Yamamoto A, Moriyama Y, Futai M, Tashiro Y. Бафиломицин A1, специфический ингибитор вакуолярной H (+) — АТФазы, ингибирует подкисление и деградацию белка в лизосомах культивируемых клеток. J Biol Chem. 1991. 266 (26): 17707–12.

PubMed
CAS

Google Scholar

60.

Sun-Wada GH, Wada Y. Роль протонной АТФазы вакуолярного типа в передаче сигнала. Biochim Biophys Acta. 2015; 1847 (10): 1166–72.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

61.

Windler SL, Bilder D. Маршруты эндоцитарной интернализации, необходимые для передачи сигналов delta / notch. Современная биология: CB. 2010. 20 (6): 538–43.

Артикул
PubMed
PubMed Central
CAS

Google Scholar

62.

Ле Борн Р. Регуляция передачи сигналов notch посредством эндоцитоза и эндосомного сортировки. Curr Opin Cell Biol. 2006. 18 (2): 213–22.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

63.

Baron M. Эндоцитарные пути активации Notch. Semin Cell Dev Biol. 2012. 23 (4): 437–42.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

64.

Vaccari T, Bilder D. Супрессор опухолей дрозофилы vps25 предотвращает неавтономную избыточную пролиферацию, регулируя передачу notch.Dev Cell. 2005. 9 (5): 687–98.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

65.

Tognon E, Wollscheid N, Cortese K, Tacchetti C, Vaccari T. ESCRT-0 не требуется для активации эктопической вырезки и подавления опухоли у дрозофилы. PLoS One. 2014; 9 (4): e

.

Артикул
PubMed
PubMed Central
CAS

Google Scholar

66.

Барт Дж. М., Хафен Э., Колер К.Отсутствие аутофагии запускает преждевременную активацию передачи сигналов notch во время оогенеза дрозофилы. BMC Dev Biol. 2012; 12:35.

Артикул
PubMed
PubMed Central
CAS

Google Scholar

67.

Sethi N, Yan Y, Quek D, Schupbach T., Kang Y. Рабконнектин-3 является функциональным регулятором передачи сигналов notch у млекопитающих. J Biol Chem. 2010. 285 (45): 34757–64.

Артикул
PubMed
PubMed Central
CAS

Google Scholar

68.

Соренсен Е.Б., Коннер С.Д. гамма-секретазозависимое расщепление инициирует передачу сигналов notch от плазматической мембраны. Движение. 2010. 11 (9): 1234–45.

Артикул
PubMed
PubMed Central
CAS

Google Scholar

69.

Lange C, Prenninger S, Knuckles P, Taylor V, Levin M, Calegari F. H (+) вакуолярная АТФаза поддерживает нервные стволовые клетки в развивающейся коре головного мозга мыши. Stem Cells Dev. 2011; 20 (5): 843–50.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

70.

Valapala M, Hose S, Gongora C, Dong L, Wawrousek EF, Samuel Zigler Jr Jr, Sinha D. Нарушение функции эндолизосом нарушает передачу сигналов notch в астроцитах зрительного нерва. Nat Commun. 2013; 4: 1629.

Артикул
PubMed
PubMed Central
CAS

Google Scholar

71.

Wada Y, Sun-Wada GH. Положительная и отрицательная регуляция онтогенетической передачи сигналов эндоцитарным путем. Curr Opin Genet Dev. 2013. 23 (4): 391–8.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

72.

Барт Дж. М., Колер К. Как поднять аутофагию и эндоцитоз на ступеньку выше. Biomed Res Int. 2014; 2014: 960803.

Артикул
PubMed
PubMed Central

Google Scholar

73.

Lee JH, Yu WH, Kumar A, Lee S., Mohan PS, Peterhoff CM, Wolfe DM, Martinez-Vicente M, Massey AC, Sovak G, et al. Лизосомный протеолиз и аутофагия требуют пресенилина 1 и нарушаются связанными с болезнью Альцгеймером мутациями PS1. Клетка. 2010. 141 (7): 1146–58.

Артикул
PubMed
PubMed Central
CAS

Google Scholar

74.

Pamarthy S, Jaiswal MK, Kulshreshtha A, Katara GK, Gilman-Sachs A, Beaman KD. Вакуолярная a2-субъединица АТФазы регулирует передачу сигналов notch в трижды отрицательных клетках рака молочной железы. Oncotarget. 2015; 6 (33): 34206–20.

Артикул
PubMed
PubMed Central

Google Scholar

75.

Памарти С., Мао Л., Катара Г.К., Флитвуд С., Кульшрешта А., Гилман-Сакс А., Биман К.Д.Изоформа V-ATPase a2 контролирует развитие молочной железы посредством notch и передачи сигналов TGF-beta. Cell Death Dis. 2016; 7 (11): e2443.

Артикул
PubMed
PubMed Central

Google Scholar

76.

Jaiswal MK, Agrawal V, Pamarthy S, Katara GK, Kulshrestha A, Gilman-Sachs A, Beaman KD, Hirsch E. Notch передача сигналов при преждевременных родах, вызванных воспалением. Научный доклад 2015; 5: 15221.

Артикул
PubMed
PubMed Central
CAS

Google Scholar

77.

Agrawal V, Jaiswal MK, Pamarthy S, Katara GK, Kulshrestha A, Gilman-Sachs A, Hirsch E, Beaman KD. Роль передачи сигналов notch во время преждевременных родов, вызванных липополисахаридами. J Leukoc Biol. 2016; 100 (2): 261-74. https://doi.org/10.1189/jlb.3HI0515-200RR.

78.

Lee JH, McBrayer MK, Wolfe DM, Haslett LJ, Kumar A, Sato Y, Lie PP, Mohan P, Coffey EE, Kompella U, et al. Пресенилин 1 поддерживает гомеостаз лизосомального ca (2+) через TRPML1, регулируя опосредованное vATPase закисление лизосом.Cell Rep. 2015; 12 (9): 1430–44.

Артикул
PubMed
PubMed Central
CAS

Google Scholar

79.

Polakis P. Передача сигналов Wnt при раке. Cold Spring Harb Perspect Biol. 2012; 4 (5).

80.

Sebio A, Kahn M, Lenz HJ. Потенциал воздействия на Wnt / бета-катенин при раке толстой кишки. Эксперт считает, что цели. 2014; 18 (6): 611–5.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

81.

Baarsma HA, Konigshoff M, Gosens R. Путь передачи сигналов WNT от секреции лиганда до транскрипции гена: молекулярные механизмы и фармакологические мишени. Pharmacol Ther. 2013. 138 (1): 66–83.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

82.

Ичихара А. (Pro) рецептор ренина и вакуолярная H (+) — АТФаза. Keio J Med. 2012. 61 (3): 73–8.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

83.

Cruciat CM, Ohkawara B, Acebron SP, Karaulanov E, Reinhard C., Ingelfinger D, Boutros M, Niehrs C. Потребность в рецепторе проренина и вакуолярном H + -АТФазе-опосредованном закислении для передачи сигналов Wnt. Наука. 2010. 327 (5964): 459–63.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

84.

Rousselle A, Sihn G, Rotteveel M, Bader M. (Pro) Рениновый рецептор и V-АТФаза: от дрозофилы к человеку. Clin Sci (Лондон). 2014. 126 (8): 529–36.

Артикул
CAS

Google Scholar

85.

Гао Ц., Цао В., Бао Л., Цзо В., Се Г, Цай Т., Фу В., Чжан Дж., Ву В., Чжан Х и др. Аутофагия негативно регулирует передачу сигналов Wnt, способствуя деградации Disheveled. Nat Cell Biol. 2010. 12 (8): 781–90.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

86.

Гийяр М., Димопулу А., Фишер Б., Морава Е., Лефебер Д. Д., Корнак Ю., Веверс РА.Вакуолярная H + -АТФаза встречает гликозилирование у пациентов с кутислаксой. Biochim Biophys Acta. 2009. 1792 (9): 903–14.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

87.

Эсмаил С., Картнер Н., Яо Й, Ким Дж. У., Рейфмайер РАФ, Манолсон М.Ф. Молекулярные механизмы кутислакса и вызывающих ацидоз дистальных почечных канальцев мутаций в субъединицах V-АТФазы a, ATP6V0A2 и ATP6V0A4. J Biol Chem. 2018;

88.

Фишер Б., Димопулу А., Эгерер Дж., Гардейчик Т., Кидд А., Йост Д., Кайсерили Н., Аланай Ю., Танчева-Бедный И., Мангольд Е. и др.Дальнейшая характеристика аутосомно-рецессивной кутислаксии, связанной с ATP6V0A2. Hum Genet. 2012. 131 (11): 1761–73.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

89.

Cao X, Yang Q, Qin J, Zhao S, Li X, Fan J, Chen W, Zhou Y, Mao H, Yu X. V-АТФаза способствует трансформации эпителиально-мезенхимальных клеток, индуцированных фактором роста бета. переход эпителиальных клеток проксимальных канальцев крысы. Am J Physiol Renal Physiol. 2012; 302 (9): F1121–32.

Артикул
PubMed
CAS

Google Scholar

90.

Katara GK, Kulshrestha A, Mao L, Wang X, Sahoo M, Ibrahim S, Pamarthy S, Suzue K, Shekhawat GS, Gilman-Sachs A, et al. Специфическая инактивация V-АТФазы в эпителии молочных желез снижает жесткость внеклеточного матрикса и усиливает метастазирование рака груди. Мол Онкол. 2018; 12 (2): 208–23.

Артикул
PubMed

Google Scholar

91.

Moschetta M, Reale A, Marasco C, Vacca A, Carratu MR. Терапевтическое нацеливание пути передачи сигналов mTOR при раке: преимущества и ограничения.Br J Pharmacol. 2014. 171 (16): 3801–13.

Артикул
PubMed
PubMed Central
CAS

Google Scholar

92.

Zoncu R, Bar-Peled L, Efeyan A, Wang S, Sancak Y, Sabatini DM. mTORC1 воспринимает лизосомальные аминокислоты по механизму вывернутого наизнанку, который требует вакуолярной H (+) — АТФазы. Наука. 2011. 334 (6056): 678–83.

Артикул
PubMed
PubMed Central
CAS

Google Scholar

93.

Kim YC, Guan KL. mTOR: фармакологическая мишень для регуляции аутофагии. J Clin Invest. 2015; 125 (1): 25–32.

Артикул
PubMed
PubMed Central

Google Scholar

94.

Bar-Peled L, Sabatini DM. Регулирование mTORC1 аминокислотами. Trends Cell Biol. 2014. 24 (7): 400–6.

Артикул
PubMed
PubMed Central
CAS

Google Scholar

95.

МакКоннелл М., Фэн С., Чен В., Чжу Г., Шен Д., Поннажаган С., Дэн Л., Ли Ю.П.Регулятор протонной помпы остеокластов Atp6v1c1 усиливает рост рака молочной железы за счет активации пути mTORC1 и метастазирования в кости за счет увеличения активности V-АТФазы. Oncotarget. 2017; 8 (29): 47675–90.

Артикул
PubMed
PubMed Central

Google Scholar

96.

Kissing S, Saftig P, Haas A. Vacuolar ATPase in phago (lyso) some biology. Int J Med Microbiol. 2017.

Тестирование системы подачи топлива — знай свои запчасти

Современные системы подачи топлива имеют множество различных вариаций, включая обычные, с импульсной модуляцией и с прямым впрыском.У каждого варианта есть определенный набор компонентов и задач тестирования. Вот несколько способов проверить топливные системы и как избежать типичных ошибок при диагностике систем подачи топлива.

Обычные системы подачи топлива

PCM подает команду топливному насосу на подачу давления топлива 35-65 фунтов на квадратный дюйм к форсункам путем заземления цепи реле первичного топливного насоса. В двухтрубных системах подачи топлива давление топлива регулируется внешним регулятором давления топлива с вакуумной модуляцией. В однолинейной системе подачи топлива давление топлива регулируется внутренним немодулируемым регулятором давления топлива в модуле топливного насоса.

Двухмагистральная система подачи топлива возвращает излишки топлива в бак по возвратной линии, тогда как однолинейная система подачи топлива использует ту же линию. Большинство обычных систем подачи топлива включают клапан Шредера на топливной рампе форсунки, позволяющий проводить механические испытания под давлением.

Когда ключ зажигания включен, топливный насос включается на несколько секунд для заполнения топливных форсунок. Топливный насос снова включается при проворачивании коленчатого вала, но отключается при отпускании ключа зажигания.Когда датчик положения коленчатого вала (CKP) указывает PCM, что двигатель работает, PCM продолжает активировать реле топливного насоса без ввода от переключателя зажигания.

Системы подачи топлива с импульсной модуляцией

Системы подачи топлива с импульсной модуляцией, в отличие от обычных систем подачи топлива, управляют давлением топлива путем изменения скорости топливного насоса с помощью датчика давления в рампе топливной форсунки. В большинстве случаев модуль управления подачей топлива изменяет ширину импульса тока, подаваемого на топливный насос.Эти системы диагностируются с помощью диагностического прибора.

Системы подачи топлива с прямым впрыском

Системы подачи топлива с прямым впрыском являются наиболее экономичными. Прямой впрыск бензина использует обычный однолинейный топливный насос низкого давления и встроенную систему регулирования давления для подачи топлива в механический топливный насос высокого давления, установленный на двигателе, и использует отдельные датчики для контроля частей низкого и высокого давления. Поскольку топливо под высоким давлением может серьезно травмировать техника, при ремонте систем подачи топлива с непосредственным впрыском необходимо выполнять определенные процедуры, такие как замена топливопроводов, а не повторная установка, и использование диагностического прибора для сброса давления перед разборкой.Наконец, моторное масло должно соответствовать спецификациям производителя оборудования, чтобы предотвратить преждевременный износ распределительного вала двигателя и толкателя топливного насоса высокого давления. Поскольку различные режимы работы с прямым впрыском бензина слишком объемны, чтобы рассматривать их в этом коротком месте, достаточно сказать, что прямой впрыск топлива требует диагностики с помощью диагностического прибора и особого понимания различных режимов работы системы и точек отказа.

Сначала ознакомьтесь с основами

Диагностика топливного насоса на основе симптомов не всегда точна, потому что жалоба на тяжелый запуск может быть вызвана такой простой вещью, как несвежий бензин.Поскольку несвежий бензин не испаряется должным образом, это вызывает затруднения при запуске и плохие характеристики холодного двигателя. Использование E-85 в двигателе с негибким топливом также может вызвать проблемы.
Ржавый бензин может полностью засорить фильтр, даже если он выглядит новым. Кроме того, неисправный датчик может вызвать проблемы с управляемостью, имитирующие неисправный топливный насос. Это еще одна причина использовать ваш диагностический прибор для оценки потоков данных датчиков и поиска ожидающих кодов неисправностей, прежде чем отказываться от топливного насоса.
Датчик уровня топлива может застрять, поэтому всегда добавляйте несколько галлонов бензина перед проверкой, чтобы убедиться, что топливный насос полностью погружен в воду.Кроме того, визуально осмотрите топливный бак на предмет вмятин или других повреждений, которые могут помешать работе насоса.

Проверка без запуска двигателя

Первым шагом должно быть подключение сканирующего прибора, который поможет определить, с какой системой подачи топлива вы имеете дело, по возвращенным данным. Вторым шагом будет опрос различных модулей на предмет кодов ошибок и доступ к элементам управления двунаправленным топливным насосом, потому что некоторые PCM могут не активировать топливный насос, если модуль неисправен.Поиск кода проблемы экономит много шагов при диагностике. Кроме того, многие сканирующие приборы включают в себя двунаправленные элементы управления, которые позволяют технику проверить реле топливного насоса и цепь насоса путем электронного включения топливного насоса. И здесь простой тест активации избавляет от множества точных электрических тестов. Если топливный насос срабатывает, завершите проверку, добавив галлон топлива, чтобы проверить работу датчика уровня топлива, и присоедините механический датчик для измерения давления топлива в обычных системах.Если топливный насос не активируется по команде диагностического прибора в обычной системе, помните, что некоторые топливные насосы отключаются после столкновения или срабатывания подушки безопасности срабатывают при движении по бездорожью. Некоторые PCM могут также использовать данные от датчиков воздушного потока или CKP для отключения топливного насоса, если двигатель заглох, поэтому плохой датчик или соединение могут помешать активации топливного насоса. В качестве последнего шага проверьте доступное напряжение и чистое заземление на соединении бака топливного насоса. Жалобы на потерю мощности, связанные с топливом, могут быть устранены путем записи значений краткосрочной и долгосрочной корректировки топливоподачи с помощью сканирующего прибора во время дорожных испытаний автомобиля.Если кратковременная корректировка подачи топлива начинает превышать примерно 20% при полностью открытой дроссельной заслонке (WOT) и сохраняет P0171 на рядных двигателях и P0174 на двигателях V-образного типа, двигатель имеет проблемы с подачей топлива. Но помните, что неисправный датчик массового расхода воздуха (массового расхода воздуха) может вызвать высокие положительные корректировки топлива. Это можно проверить по расчетной нагрузке на двигатель.