Б. Альбертс, А. Джонсон, Д. Льюис и др. - Молекулярная биология клетки (djvu) (1129766), страница 236
Текст из файла (страница 236)
Активный ЯаЬ5 активирует Р!З-киназу, которая превращает Р! в Р!(3)Р. Р!(3)Р и активный йаЬ5 вместе связывают разнообразные эффекторы йаЬ, содержащие сайты связывания Р!(3)Р, в числе филамент-ные соединительные белки, улавливающие клатриновые везикулы из плазматической мембраны. Активный йаЬ5 также рекрутирует йаЬ5-6ЕГ, ускоряя сборку йаЬ5-домена на мембране. Предполагают, что контролируемые циклы гидролиза 6ТР и обмена 60Р на 6ТР динамически регулируют размер и активность таких доменов йаЬ. В отличие от интегральных белков мембраны 5НАЯ Е 6ТР/60Р обмен, сопряженный с циклом транслокации мембрана/цитозоль, придает аппарату ЯаЬ способность собираться и разбираться на мембране Например, во время транспорта из ранних в поздние эндосомы ЯаЬ5 может быть замешен йаЬ7, что приводит к деградации груза.
(Адаптировано из М, 2епа! апг) Н. Мсапг)е, Иа!. Век Мо!. Се)! Вю!. 2: 107-117, 2001. С любезного разрешения издательства Масгп)))ап Рцыньегз (ЗО.) Велки 5)х(АКЕ (5ХАР (Бо!в)т)е Х5Г А!!ас)гптеп! Рго!езп) Кесер!огз — рецеп торы растворимого белка прикрепления к Х3г) катализируют реакции слияния мембран при везикулярном транспорте. Они также вносят вклад в специфичность процесса транспорта, позволяя только правильно направленным везикулам ели вагься. В животной клетке содержится по крайней мере 35 различных Б)х)АКЕ, каждый из которых связан с определенной органеллой в биосинтетическом секре торном и эндоцитозном путях.
Эти трансмембранные белки существуют в форме комплементарных наборов, причем у-Я)ЧАКЕ (у от «уегйс!е» вЂ” везикула) обычно располагаются в мембране везикул, а 1-ЗНАКЕ (! от «!агре!» — мишень) в мембранах-мишенях (см. рис. 13.14). у-5)х)АКŠ— это одна полипептидная цепь, тогда как ! 5)х(АКЕ состоят из двух или трех белков (рис. 13.16), у Б)чАКЕ и ! 5ХАКЕ содержат характерные спиральные домены, и, когда у Б)х)АКЕ взаи. модействует с ! 5)х)АКЕ, спиральный домен одного белка оборачивается вокруг 13Л.)у)ояекудярнывма)ганнзмымвмбрвнноготранспорта ИЛ синаптичвский пузырек опь ч-ВйАНЕ (синаптобрввин) 1-ЯйАВЕ (Зпар25) 1-8йАВЕ (синтаксин) нервной клетки Рис.
13.16. Структура транс-5йАВЕ комплекса. Белки 5йАВЕ, отвечающие за докинг синаптических пузырьков на плазматическай мембране нервных окончаний, состоят из трех белков. Снналтабревин белка ч-5йАВЕ и сннтаксин белка 1-5йАВЕ являются трансмембранными белками, и каждый из них вносит одну а-спираль в комплекс. Периферический мембранный белок 5лар25 1-5йАВЕ вносит две а-спирали в четырехспиральный тяж. Они соединены петлей (на рисунке опущена), которая лежит параллельно мембране и несет заякоренные в ней жирные ацильные цепи.
Во многих других 1-5йАВЕ каждая а-спираль представляет собой отдельный белок, заякаренный в мембране трансмембранной спиралью. Транс-5йАВЕ комплексы всегда состоят из четырех плотно переплетенных а-спиралей, три из которых вносятся 1-5йАВЕ и одна — у-5йАВЕ. 1-5йАВЕ состоят из нескольких белков, один из которых всегда представляет собой трансмембранный белок, вносящий одну спираль, а адин или два представляют собой более легкие цепи, которые не всегда являются трансмембранными белками и которые вносят две остальные спирали в четырехспиральный тяж транс-5йАВЕ комплекса.
Здесь представлена модель кристаллической структуры стабильного комплекса четырех переплетающихся а-спиралей, полученная на основе структур всех четырех белков. Для наглядности а-спирали представлены стержнями. (Адаптировано из В. В. 5акоп е1 а)., йагиге 395: 347-353, 1998. С любезного разрешения издательства Маап)йап Раывнегз(ПЕ спирального домена другого и образуется стабильный четырехспиральный тяж. Образующиеся транс БХАКЕ комплексы иммобилизуют две мембраны относи тельно друг друга.
ЗНАКЕ лучше всего охарактеризованы в нейронах, где они опосредуют до кинг и слияние синаптических пузырьков на плазматической мембране нервных окончаний в процессе высвобождения нейромедиатора. Бактерии, вызывающие столбняк и ботулизм, секретируют сильные протеолитические нейротоксины, которые проникают в определенные нейроны и отщепляют белки ЯХАКЕ в нервных окончаниях. Таким образом, бактерии нарушают процесс синаптической передачи, что зачастую приводит к смерти.
Считают. что транс ЗНАКЕ комплексы катализируют слияние мембран, используя энергию, высвобождающуюся при оборачивании друг вокруг друга взаи модействующих спиралей н притягивании мембран друг к другу, что одновременно выталкивает молекулы воды с поверхности бислоев (рпс. 13. (7). 11ри смешивании липосом, содержащих очищенные у БЫАКЕ, с липосомами, содержащими комплементарные ( ЗНАКЕ, их мембраны сливаются, хотя и медленно. В клетке другие белки, рекрутируемые к месту слияния (предположительно, эффекторы Кай, совместтго со БХАКЕ ускоряют слияние.
) 572 Часть))д Внутрвнйяя органиввциякявтки . Рис. 13.17. Модель того, как Белки 5МАЯЕ натализируют слияние мембран. Слияние мембран происходит в несколько этапов. Благодаря крепкому сцеплению белков ч-5МААЕ и 1-5МАВЕ, лнпидные бислои фиксируются друг напротив друга, и молекулы воды вытесняются с поверхности мембран. липидные молекулы двух взаимодействующих моно- слоев перетекают мекгду мембранами и образуют соединительную перемычку (сталя) Затем начинают взаимодействовать липиды двух других монослоеа, образуя новый вислой, который расширяется в область слияния(гемислояние, или полуслияние). Разрыв нового бислоя завершает реакцию слияния. но ПОЛУСЛИР)НИЕ н Слияние не всегда происходит сразу после образования комплекса у ЗНАКЕ ОЕРА309АНИЕ и с ВОЖАКЕ.
Как мы обсудим позже, в про- стАпкА цессе регулируемого экзоцитоза слияние откладывается до тех пор, пока не поступит специфический внеклеточный сигнал. В данном случае, по видимому, локальный ~"-М,, входящий ток Са~' инициирует слияние зв)))), ))Е1 за счет высвобождения ингибиторных бел ков, не позволяющих полностью сомкнуть ся транс.
ВЬ)АКЕ комгглексам. Бслки КаЬ, регулирующие доступ ность белков о)ч АКЕ, обеспечивают допол нительный уровень контроля. 1 ВХАКЕ в мембранах мищенях зачастую связа ь,... а """ ны с ингнбигорными белками, которые должны высвобождаться для того, чтобы 1 ВОЖАКЕ смогли функционировать в пол СЛИЯНИЕ ную силу. Ьелки КаЬ и их эффекторы инициируют высвобождение этих ингиби торных белков БЬ)АКЕ. Таким образом.
белки ЗНАКЕ концентрируются и активируются в правильном месте мембраны, где Зг. соединительные белки улавливают приходящие везикулы. Белки КаЬ в результате ускоряют процесс, благодаря которому 10 нм правильные белки ВОЖАКЕ в двух мембра нах узнают друг друга. Чтобы везикулярный транспорт правильно функционировал, транспортные пузырьки должны нести правильные белки КаЬ и ЗНАКЕ. Тогда неудивительно, что многие транспортные везикулы будут образовываться только после того, как в их мембрану будут включены соответствующие комплементарные белки КаЬ и ВЬ)АКЕ. Как работает этот ключевой механизм процесса отпочковывания мембран, остается загадкой.
1174 Часть )Ч. Внутреннян Органиэация кяатки ими клетки (см. главы 5 и 24). Например, такие вирусы, как вызывающий СПИД вирус иммунодефицита человека (ВИЧ), связываются с рецепторами на поверхности клетки и затем сливаются с плазматической мембраной югеп<и мишени (рис. 13.19). В результате, вирусная нуклеиновая кислота, расположенная внутри нуклеокапсида, входит в цитозоль и там реплицируется.
Другие вирусы, например вирус гриппа, сначала входят в клетку посредством рецептор опосредованного эндоцитоза (обсуж. даемого ниже) и доставляются в эндосомы; низкий рН эндгком активирует белок а) 200 нм вич мембрана нукпеокапсид белок слияния ВИЧ др)го ВНЕКЛЕТОЧНОЕ ПРОСТРАНСТВО 4))))В(ап)29)(й)(нк(ВВрй. ЦУВ(кк)дь ПРИСОЕДИНЕНИЕ ПРИСОЕДИНЕНИЕ ВСП'АИВАНИЕ КОНФОРМАЦИОННЫЕ спи ние ПРОНИКНОВЕНИЕ К С04 К РЕЦЕПТОРУ В МЕМБРАНУ ПЕРЕСТРОЙКИ ВИРУСНОГО ХЕМОКИНОВ НУКПЕОКАПСИДА Рис.
13.19. Вход капсульных вирусов в клетку, а) Электронные микрофотографии проникновения ВИЧ в клетку путем слияния его мембраны с плазматической мембраной клетки. 6) Модель процесса слияния. Сначала В ИЧ связывается с белком С04 на поверхности клетки-мишени. Вирусный белок йр120, связанный с белком слияния ВИЧ, опосредует это взаимодействие. Второй поверхностный белок клетки-мишени, который в норме служит рецептором хемокинов (обсуждаемых в главах 24 и 25), начинает взаимодействовать с КР120. В результате этого взаимодействия белок слияния ВИЧ освобождается от ВР120, и его спрятанный гидрофобный пептид слияния выходит наружу и встраивается в плазматическую мембрану клетки-мишени.
Белок слияния, представляющий собой тример (не показано), временно заякоривается в форме интегрального белка в двух расположенных напротив друг друга мембранах. Затем белок слияния спонтанно перестраивается, сворачиваясь в плотно упакованный шестиспиральный тяж. Энергия, высвобождаемая в результате этой перестройки множественных копий белка слияния, сближает мембраны и позволяет преодолеть высокий активацианный барьер, который в норме препятствует слиянию мембран.
Таким образом, белок слияния ВИЧ наподобие мышеловки содержит запас потенциальной энергии, которая высвобождается и используется для совершения механической работы. (а, из В. 5. 5те(п ет а(., Сей 49: 659-688, 1987. С любезного разрешения ЕЬеч~ег; 6, адаптированный рисунок УУаупе Непдгкнюп.) 13.1. Молекулярные механизмы мембранного транспорта 1175 слияния в оболочке вируса, катализирующий слияние вирусной и знд<юомальной мембран с одновременным выходом вирусной нуклеиновой кислоты в цитозоль.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
