måndag 30 maj 2011

Tauriinin otto soluun vaatii Na+ ja Cl- elektrogeenisyyttä

Initiaalinen TAURIININ otto Ehrlichin ascites soluihin vaihteli (sigmoidiin tapaan) extrasellulaarisen natriumin (Na+) pitoisuuden funktiona. Yhtään tauriinia ei mennyt solun sisään, jos puuttui extrasellulaarista natriumia Na+.

Kun ottaa huomioon elektrokemiallisen Na+ gradientin tai laskee Hillin yhtälön mukaiset tiedot tauriinin soluunotosta, ilmenee, että 2-3 natriumjonia osallistuu tähän aktiiviin yhden tauriinimolekyylin soluunottoon tutkituissa Ehrlichin ascites soluissa.
Vastaavalla tavalla on kaniinin munuaissoluissa ja ohutsuolen nukassa arvioitu Na+:tauriini suhde 3:1 tapaiseksi.
Suhteen on todettu olevan 2:1 seuraavissa solutyypeissä: MDCK solut, sydämen myosyytit, nonmyosyytit.
Tutkija korostaa, että natrium:tauriini suhde useimmissa tapauksissa on saatu mittaamalla tauriinin sisäänvirtaus erilaisissa solunulkoisissa natriumpitoisuuksissa, mikä mittaustilanne ei tee eroa natriumjonien katalyyttisen vaikutuksen ja energeettisen vaikutuksen välillä. Täten suhde, joka on isompi kuin 2 ei välttämättä merkitse sitä, että 2 tai enemmän Na+ joneja translokoituu yhden tauriinimolekyylin kanssa solun sisään. Kuvaava esimerkki on kyyhkysen punasolu, jossa Na+: tauriini suhde arvioidaan aktivaatiometodilla tasoon 2.4, kun taas virtausten välinen suhde oli lähellä arvoa 1.
Jos alentaa solunulkoisen natriumjonin pitoisuutta alenee kuljettajan affiniteetti tauriinia kohtaan, mutta tällä natriumpitoisuuden vähentämisellä ei ole mitään vaikutusta kuljetuskapasiteettiin Ehrlichin soluissa tai erytrosyyteissö jotka ovat lajista Glycera dibranchiata. Tämä on taas päinvastoin kuin kampelan punasoluissa ja gliasoluissa, jotka ovat peräisin eräästä sammakkolajista( bullfrog), joissa tauriinin sisäänvirtauskapasiteetti ja affiniteetti alenee kun solunulkoinen natriumjonipitoisuus vähennetään.
Koska Na+ jonit lisäävät kuljettajan affiniteettia tauriinia kohtaan, on tehty olettamus, että Na+ joneja sitoutuu tauriinin kuljettajaan(TauT) ja silloin muuttuu sen tertiäärinen rakenne ennen tauriinimolekyyliin sitoutumista .

Initiaalinen tauriinin soluunotto vaihtelee hyperboliseen tapaan extrasellulaarisen kloridijonin (Cl-) pitoisuuden funktiona. On ehdotettu kloridijonin ja tauriinin sitoutumissuhteeksi 1:1 tässä aktiivissa tauriinin sisäänotossa. Näin tapahtuu Ehrlichin soluissa, kaniinin munuaisessa ja ohutsuolen nukassa sekä naudan aivojen hiusverisuonten endoteelisoluissa.

Anioinien suosituimmuusjärjestys tauriinin otossa on seuraava:
Cl- > SCN- > NO3- Ehrlichin soluissa.
Cl- > Br- >>SCN- > I- > NO3- kaniinin munuaisessa
Cl- > Br-> SCN- glukonaatti MDCK soluissa.
Jos kloridi substituoitiin täydellisesti joko NO3- tai tiosyanaattijonilla Ehrlichin soluissa, aleni tauriinin initiaalinen soluunotto 75% ja vastaavasti 20%. Molemmissa tapauksissa kalvopotentiaali oli depolarisoitunut 20mV.

Täten anionisubstituution vaikutus tauriinin soluunottoon ei vaikuta olevan sekundääristä kalvopotentiaalin muuttumisessa.
On tehty havainto, että disulfonistilbeeniyhdiste estää inorgaanista anionikuljetusta selektiivisesti useissa kudoksissa ( esim munuaisessa) , mikä viittaa siihen, että tauriinin translokaatio TauT proteiinin avulla vaatii anioneille intaktin sitoutumiskohdan.

Mitä tulee kloridijonin vaikutustapoihin, Boge et al. ovat ehdottaneet, että kloridijoni ( Cl-) vaikuttaisi lisäämällä spesifisiä natriumjoneille saatavilla olevia kohtia kuljettajaproteiinissa.
Sittemmin Wolff et al. osoittivat, että kloridijonisubstituutio vähensi Na+: tauriini suhdetta tasolta 2:1 tasolle 1:1, mikä viittaisi siihen, että kloridijonin tehtävänä olisi kiihdyttää toisen natriumjonin sitoutumista TauT kuljettajaproteiiniin.

Tauriinin kuljetukselle vaaditaan kloridigradientti kaniinin munuaisessa8(brush border). On ehdotettu, että kloridijoni stimuloisi tauriinin sisäänvirtausta primääristi kiihdyttämällä tauriini:TauT kompleksin muodostumista.

Tässä yhteydessä Lambert mainitsee, että ihmisellä kloridijoni Cl- muuntaa natriumjonin Na+ jonin affiniteettia GAT1-kuljettajasysteemissä (joka on Na+, Cl--riippuvainen GABA kuljettaja) sekä toisessakin kuljetussysteemissä SLGT1, (Na+, glukoosi yhteiskuljetus),
mutta kloridijoni ei vaikuta itse verkkovarausten siirtymiin ( net charge transport) plasmakalvon lävitse, mikä on mitä käsitettävintä, koska Cl- palaa cis- puolelle osana kuljetusjärjestelmää (GAT1) tai vain kiinnittyy kuljettajaan ja vaikuttaa kuljetuksen kinetiikkaan. (SLGT1).


Tauriinin soluunottoa Ehrlichin soluissa stimuloi alkalinen pH ja kalvon hyperpolarisaatio.
Tauriinin soluunottoa kalvorakkuloihin jejunumissa, munuaisessa simuloi samoin myös kalvon trans- puolen negatiivinen potentiaali.

Hiiren aivosta on kloonattu cDNA kirjastosta tauriini/ beeta-alaniini kuljettaja ja sen isoelektrinen piste pI on pH 5.98.

...
Jos olettaa, että 3 Na+ ja yksi Cl- translokoituu sytosoliseen aitioon yhdessä yhden tauriinin kanssa, ilmeinen elektroneutraalisuus aktiivista tauriinin sisäänotosta viittaisi siihen, että kationeja (Na+, K+) palaa extrasellulaariseen aitioon TauT:n kautta osana translokaatiosykliä tai Na+ palaa Na+/K+ jonipumpun kautta kohonneella tahdilla.

On noteerattava, että tauriini, aivan kuten inhibitorinen hermonvälittäjäaine GABA, lisää kloridin permeabiliteettia , jos sitä lisätään suoraan neuroneihin.
Kuitenkin tasapainopotentiaali kloridijonille esim Ehrlichin soluissa on positiivisempi kuin solun kalvopotentiaali ja koska solukalvo ei ole depolarisoitunut tauriinin lisäämisestä, on oletettavaa, että tauriini ei lisää kloridin johtuvuutta Ehrlichin soluissa.

Eräs raportti kertoo, että ihmisen TauT proteiinin N-terminaalin tutkimuksissa vasta-aineilla on tunnistettu kolme proteiinijuovaa ja kaksi muuta proteiinialuetta. Lisäksi on löydetty kolme TauT translaatiotuotetta. Kysellään, edustavatko eri proteiinijuovat TauT:n konfiguraatiossa erilaisia tauriiniaffiniteetteja, Na+ ja Cl- affiniteetteja tai erilaisia substraattiin kytkeytymissuhteita.

Inga kommentarer: