• 1990 (Том 4)
  • 1989 (Том 3)
  • 1988 (Том 2)
  • 1987 (Том 1)

ПРОСТРАНСТВЕННОЕ И ВРЕМЕННÓЕ ИНТЕГРИРОВАНИЕ В ЦЕПИ ТРАНСДУКЦИИ ОБОНЯТЕЛЬНЫХ СИГНАЛОВ

© 2017 г. В. М. Ганшин, Э. П. Зинкевич

ФГБУН Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН 119071 Москва, Ленинский пр., 33
ezink@yandex.ru

Поступила в редакцию 17.01.2017 г.

Представлены результаты количественной оценки параметров быстродействия, чувствительности и избирательности обонятельного восприятия в модели конкурентного взаимодействия пахучих веществ с комплексами обонятельных рецепторных белков с мембранными липидами. На примере высших жирных кислот, принимающих участие в создании индивидуального запаха человека, расчетным путем обоснована возможность достижения пределов обнаружения на уровне 10–17 М при быстродействии отклика в пределах 0.16 с и времени восстановления чувствительности на уровне 0.1 c. Выделена роль сократительного аппарата обонятельных ресничек, как линейного интегратора флуктуирующих Са2+ токов с механохимической передачей сглаженного сигнала к Сl–-каналам, ответственным за возникновения генераторного потенциала. В совокупности с механизмом двухстадийного концентрирования веществ в сенсорной мембране с участием одорант-связывающих белков и алгоритмами статистической обработки сигналов трансдукции в структуре ресничек конкурентная модель позволяет объяснить, как в едином надмолекулярном комплексе обеспечиваются высокие характеристики обонятельного восприятия.

Ключевые слова: одорант-связывающий белок, обонятельный рецепторный белок, G-белок, цАМФ-зависимые катионные каналы, Са2+-управляемые хлорные каналы, калий-натрий-хлоридный (К+–Na+–2Cl–) сотранспорт, обонятельные реснички, обонятельная чувствительность, избирательность, быстродействие

Цитирование для раздела "Список литературы": Ганшин В. М., Зинкевич Э. П. Пространственное и временнóе интегрирование в цепи трансдукции обонятельных сигналов. Сенсорные системы. 2017. Т. 31. № 3. С. 237-246.
Цитирование для раздела "References": Ganshin V. M., Zinkevich E. P. Prostranstvennoe i vremennóe integrirovanie v tsepi transduktsii obonyatelnykh signalov [Spatial and temporal integration in the chain of the transduction of olfactory signals]. Sensornye sistemy [Sensory systems]. 2017. V. 31(3). P. 237-246 (in Russian).

Список литературы:

  • Ганшин В.М., Зинкевич Э.П. Вероятная роль конкурентных отношений в модели обонятельного рецептора // Сенсорные системы. 2012.Т. 26. No 4. С. 331–341
  • Ганшин В.М., Зинкевич Э. П. Механизмы трансдукции обонятельных сигналов: возможная роль сократительного аппарата обонятельных ресничек // Сенсорные системы. 2017. Т. 31. No 1. С. 57–69
  • Духович Ф.С., Дарховский М.Б., Горбатова Е.Н., Курочкин В. К. Молекулярное узнавание. М.: Медицина, 2004. C. 39–41
  • Духович Ф.С., Дарковский М.Б., Горбатова Е.Н., Курочкин В. К. Зависимость между константой диссоциации и временем жизни комплексов физиологически активных веществ с рецепторами и ферментами // Хим.-фарм. ж. 2002. Т. 36. No 5. С. 26–32
  • Ильинский О.В. Общая физиология рецепторов // Физиология сенсорных систем. 1972. Часть 2. С. 515– 549
  • Кремер Н. Ш. Теория вероятностей и математическая статистика. М. 2007. 551 с.
  • Ляхович В.В., Цырлов И. Б. Индукция ферментов метаболизма ксенобиотиков. Новосибирск: Наука, Сибирское отделение. 1981. 240 с.
  • Минор А. В. Структурная организация периферических отделов обонятельного анализатора и обонятельной луковицы // Физиология сенсорных систем. Часть 2. 1972. С. 515–549
  • Минор А.В., Кайсслинг К.-Е. “Темновой” шум в обонятельных клетках насекомого. Oценка частоты спонтанных активаций феромонныx рецепторов // Сенсорные системы. 2000. Т. 20. No 4. С. 325–327
  • Полторак О. М. Химические и биохимические механизмы обоняния и усиления первичных запаховых сигналов // СОЖ. Биология. Физиология. 1996. No 11. C. 13–19
  • Сулимов К.Т., Старовойтов В.И., Моисеева Т.Ф., Полетаева И.И., Зинкевич Э. П. Обонятельное различение собаками смесей трех высших жирных кислот по их количественному составу // Сенсорные системы. 1995. Т. 9. No 2–3. C.43–49
  • Bhandawat V., Reisert J., Yau K.-W. Elementary response of olfactory receptor neurons to odorants // Science. 2005. V. 308. P. 1931–1934.
  • Bianchet M. A., Bains G., Pelosi P., Pevsner J., Snyder S.H., Monaco H.L., Amzel L.M. The three-dimensional structure of bovine odorant binding protein and its mechanism of odor recognition // Nature. Structural Biology. 1996. V. 3. P. 934–939.
  • Graham S.M., Prestwich G.D. Synthesis and inhibitory properties of pheromone analogues for the epoxide hydrolase of the gypsy moth // J. Org. Chem. 1994. V. 59. P. 2956–2966.
  • Grosmaitre X., Vassalli A., Mombaerts P., Shepherd G.M., Ma M. Odorant responses of olfactory sensory neurons expressing the odorant receptor MOR23: a patch clamp analysis in gene-targeted mice // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2006. V. 103. P. 1970–1975.
  • Hadley W.M., Dahl A.R. Cytochrome P-450 dependent monooxygenase activity in rat nasal epithelial membranes // Toxicol. Lett. 1982. V. 10. P. 417–422.
  • Kleene S. J. The Electrochemical basis of odor transduction in vertebrate olfactory cilia // Chem. Senses. 2008. V. 33. P. 839–859.
  • Leinders-Zufall T., Greer C.A., Shepherd G.M., Zufall F. Imaging odorinduced calcium transients in single olfactory cilia: Speci city of activation and role in transduction // J. Neurosci. 1998. V. 18. P. 5630–5639.
  • Millery J., Briand L., Bezirard V., Blon F., Fenech C., Richard-Parpaillon L., Quennedey B., Pernollet J.C., Gascuel J. Speci c expression of olfactory binding protein in the aerial olfactory cavity of adult and developing Xenopus // European J. Neuroscience. 2005. No 22. P. 1389–1399.
  • Miпor А.V., Persaud К.С. Flexible imaging of brain activity bу means of а high speed CCD саmега and voltage-sensitive dyes: optimization of temporal and spatial resolution // Chemical Senses. 1995. V. 20. No 1. Р. 166.
  • Pelosi P. Odorant-binding proteins // Crit. Rev. Biochem. Mol. Biol. 1994. V. 29. No 3. Р. 199–228.
  • Реrsаud К.С., Miпor А.V. High resolution optical recording of the frog olfactory bulb respol1ses to odour stimulation // Chemical Senses. 1995. V. 20. No 1. Р. 97.
  • Pevsner J., Tri letti R.R., Strittmatter S.M., Snyder S.H. Isolation and characterization of an olfactory receptor protein for odorant pyrazines // Proc. National Acad. Sci. USA. 1985. V. 82. P. 3050–3054.
  • Reed C.J., Lock E.A., De Matteis S. Olfactory cytochrome P-450. Studies with suicide substrates of the haemoprotein // Biochem J. 1988. V. 253. No 2. P. 569–576.
  • Reisert J. Origin of basal activity in mammalian olfactory receptor neurons // JGP. 2010. V. 136. No 5. P. 529–540.
  • Takeuchi H., Kurahashi T. Distribution, ampli cation, and summation of cyclic nucleotide sensitivities within single olfactory sensory cilia // J. Neurosci. 2008. V. 28. P. 766–775.
  • Thiebaud N., Veloso Da Silva S., Jakob I., Sicard G., Chevalier J., Menetrier F., Berdeaux O., Artur Y., Heydel J.M., Le Bon A.M. Odorant metabolism catalyzed by olfactory mucosal enzymes in uences peripheral olfactory responses in rats // PLoS One. 2013. V. 8(3): e59547.
  • Zarzo M. The sense of smell: molecular basis of odorant recognition // Biol. Rev. 2007. V. 82. P. 455–479.
  • Yoshii F., Hirono S. Construction of a quantitative three-dimensional model for odor quality using comparative molecular eld analysis (CoMFA) // Chemical Senses. 1996. V. 21. P. 201–210.