Функции протеина полосы 3

Газотранспортная функции эритроцитов не ограничивается простым пе­реносом кислорода из легких в ткани и углекислого газа из тканей в легкие. Карбонатангидраза, присутствующая в цитоплазме эритроцитов, гидратиру-ет диоксид углерода (С₂), превращая его в НС₃", который существенно луч­ше растворяется в крови, чем С₂. Протеин полосы 3 функционирует как ио-нообменник, заменяющий НС₃" на С1", чем облегчает выход ионов НСО ~ из эритроцитов в плазму и тем самым увеличивает содержание углекислоты, ко­торая должна быть доставлена в легкие (Tanner [159, 160], Bruce, Tanner [18]). Эксперименты с экспрессией укороченных фрагментов протеина полосы 3 под­твердили, что для транспорта анионов необходимо участие второй экстрацел­люлярной петли (Wang и соавт. [172]). Ни одна из аминокислотных замен, об­условливающих специфичность антигенов Diego, в том числе расположенных вблизи второй экстрацеллюлярной петли, не влияет на обмен анионов и не ска­зывается на транспортной функции протеина полосы 3 (Jarolim, Reid [73]).

Помимо переноса анионов, протеин полосы 3 выполняет структурную функ­цию. Длинный N-терминальный домен соединяется с цитоскелетоном через протеины полосы 4Л, полосы 4.2 и анкирин (Tanner [158]). Цитоскелетон, обра­зующий эндоплазматическую часть мембраны, играет важную роль в формоо­бразовании клетки и встраивании в ее мембрану необходимых лигандов.

Мутации в генах, контролирующих синтез протеина полосы 3, приводят к изменению формы эритроцитов. Примерно 20 % случаев наследственного се­мейного сфероцитоза, часто встречающейся формы наследственной гемоли­тической анемии, является результатом мутаций в указанной области генома человека. Эти патологические проявления наблюдали у лиц, гетерозиготных по различным мутациям в гене SLC4A1: нонсенс-мутации, смещение рамки считывания, мутации в участках сплайсинга, нарушающие стабильность РНК-транскриптов (Tanner [159], Bruce, Tenner [18]). Как уже отмечено выше, му­тации, обусловливающие полиморфизм антигенов Diego, на морфологию эри­троцитов не влияют.

Полагают, что протеин полосы 3 инициирует элиминацию состарившихся эритроцитов. Деградируя, протеин полосы 3 образует антиген «старости», с ко­торым реагируют естественные аутоантитела. Маркированные таким образом клетки фагоцитируются ретикулоэндотелиальной системой (Кау [80]).

Белок полосы 3 может выступать в качестве рецептора адгезии для малярий­ного плазмодия Plasmodium falciparum, а также участвовать в элиминации ин­фицированных эритроцитов (Oh и соавт. [126]).

Протеин полосы 3 как структурный белок участвует в формировании Rh-протеина и Rh-ассоциированного гликопротеина, способствуя транспорту этих веществ из цитоплазмы к мембране клетки и влияя на их пространствен­ную ориентацию. Клетки эритролейкемической линии К562, подвергнутые трансфекции кДНК протеина полосы 3 и кДНК Rh, экспрессируют значитель­но большее количество Rh-протеина и Rh-ассоциированного гликопротеина по сравнению с клетками, трансформированными только кДНК Rh (Beckman и соавт. [11, 12]).

Протеин полосы 3 имеет, он обнаружен на клетках почечных канальцев. В почечном протеине полосы 3 отсутствует N-терминальный участок с 65 амино­кислотами. Почечная изоформа протеина полосы 3 кодируется другим геном и играет важную роль в газотранспортной системе организма, способствуя удале­нию иона водорода (Н⁺), из аниона HC0₃" (Kollert-Jons и соавт. [81]).

Структурные дефекты почечной изоформы белка полосы 3 вызывают ме­таболический ацидоз: секреция углекислоты в дистальных отделах нефрона снижена, регуляция рН мочи нарушена, развиваются гипокалиемия, нефро-кальциноз, камнеобразование, подагра (Bruce и соавт. [19]). Гетерозиготность по нонсенс-мутациям в участках, кодирующих 6 и 7 трансмембранные доме­ны и С-терминальный домен, ассоциирована с аутосомно-доминантной фор­мой указанной патологии. Рецессивная форма заболевания связана с гомози-готностью по генам, кодирующим аминокислотные замены Gly 701 Asp и Ala 858 Asp или делецией кодона для Val 850 (Tanphaichitr и соавт. [161], Bruce и соавт. [20]). Гетерозиготность по указанным мутантным генам приводит к об­разованию неактивного протеина полосы 3 в отношении транспорта анионов и развитию анемического синдрома, именуемого Юго-восточноазиатским ова-лоцитозом.