1631210424-fcd136b4f3723217ae7fe721f8d45b62 (558202)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

ПОСТТРАНСЛЯЦИОННАЯ И ХИМИЧЕСКАЯ МОДИФИКАЦИЯ БЕЛКОВОбратите внимание! Необходимо выполнять домашнее задание!Вопросы задаются в слайдах презентации. Они помечены красным жирным шрифтом.Кому недостаточно материала презентации, загляните на стр. учебника Д.Г. Кнорре, Т.С.Годовикова. С.Д. Мызина, О.С. Федорова «Биоорганическая химия». Учебник: Северин«Биохимия».Ребята, сегодня (2 февраля) у нас лекционное занятие будет проходить дистанционно.

С 9февраля лекции буду походить в очной форме в конференц-зале.ПОСТТРАНСЛЯЦИОННАЯ И ХИМИЧЕСКАЯ МОДИФИКАЦИЯ БЕЛКОВО-гликозилирование белков. Посттрансляционное присоединение углеводов к боковым радикалам аспарагина, серина, треонина игидроксилизина.Неферментативное гликирование белков.Роль биооргаников в исследовании процессов, связанных с гликозилированием и гликированием белков.Биоортогональные реакции для анализа межмолекулярных взаимодействий in vitro и in vivo. Требования, предъявляемые креакциям, относящимся к «клик»-химии. Азид-алкиновое циклоприсоединение (медь-катализируемый вариант, Cu-catalyzedazide-alkyne cycloaddition «CuAAC» и реакция, промотируемая напряжением, strain-promoted azide-alkyne cycloaddition«SPAAC»).Синтез белков, содержащих биоортогональные функциональные группы.ГЛИКОЗИЛИРОВАНИЕ БЕЛКОВ (реакции нуклеофильного замещения)Гликопротеины и протеогликаны.Сахара в живой природе встречаются не только в самостоятельномвиде, но и в виде более сложных конструкций, в частности аддуктов сбелками – гликопротеинов и высокомолекулярных соединений,состоящих из белка с высокой степенью гликозилирования, углеводныеостатки которых представляют собой длинные неразветвленныеполисахаридные цепи.Присоединение олигосахаридов к белкам (гликозилирование) являетсяодним из важнейших видов посттрансляционной модификации белков.Эта модификация обеспечивает локализацию белка внутри клетки.Обычно остатки сахара связаны с амидной группой аспарагина илиОН-группами серина, треонина или гидроксилизина.Многие белки, включая транскрипционные факторы, белки ядерныхпор, онкопротеины, содержат моносахаридный остаток Nацетилглюкозамина, который вводится в белок с помощью O-GlcNAcтрансферазы и отщепляется соответствующей гидролазой.Короткие О-гликозидные цепи в О-гликопротеинах, важные дляпроявления транскрипционной активности, могут служить элементомузнавания при взаимодействии с мембранными клеточнымирецепторами, принимающими участие в проведении сигнала в клетку..Реагенты для присоединения остаткасахара к белкам.

Биохимия (Учебник:Северин «Биохимия». Стр. 703-712).Гликопротеины представляют собой производные белков, вкоторых к определенным остаткам аминокислот присоединеныолигосахариды. Полисахаридные цепи гликозаминогликановсинтезируются путем последовательного присоединениямоносахаридов. Донорами моносахаридов являютсясоответствующие нуклеотид-сахара. Реакции синтезагликозаминогликанов катализирую ферменты семействатрансфераз. Эти трансферазы локализованы на мембранахаппарата Гольджи. Сюда по каналам эндоплазматическогоретикулума поступает коровый белок, синтезированный нарибосомах, к которому присоединяются моносахаридысвязующей области и затем наращивается вся полисахариднаяцепь.Аминосахара синтезируются из глюкозы; в соединительной ткани около 20%глюкозы используется таким образом.

Непосредственным предшественником Nацетилглюкозамина, N-ацетилгалактозамина и сиаловой кислоты являетсяфруктозо-6-фосфат. Источником NH2 -групп в этих сахарах служит глутамин.Аминосахар далее ацетилируется с помощью ацетил-CоA. Активированнымиформами этих аминосахаров служат их UDP-производные.Гликозилирование является многоступенчатым процессом, который начинается на внешнейстороне эндоплазматического ретикулума, продолжается на его внутренней стороне изавершается в аппарате Гольджи.Большинство белков, синтезируемых на мембраносвязанных рибосомах, гликозилируются припереносе в полость эндоплазматического ретикулума. Образование N-гликозидов начинается вэндоплазматическом ретикулуме с катализируемого олигосахарилтрансферазой переноса набелок разветвленного тетрадекасахаридного фрагмента (Glc3Man9(GlcNAc)2), доноромкоторого служит углеводсодержащий долихолпирофосфат, погруженный в полостной слоймембраны.

Гликозидазы «подстригают» олигосахариды, отщепляя избыточные остаткиглюкозы и маннозы.N-гликозилирование белков происходит по карбоксамидному атому азота остатка аспарагина впоследовательности Asn-X-Ser/Thr. Не все последовательности Asn-X-Ser/Thr подходят длягликозилирования. Считается, что гликозилируется остаток аспарагина в трипептиде,входящем в состав β-петли, в которой пептидная связь образована между аминогруппойаспарагина и карбоксильной группой серина или треонина.Огромное многообразие гликопротеинов обеспечивается последующим процессингомсвязанного с белком тетрадекасахаридного остатка, который обусловлен действием рядагликозидаз и гликозилтрансфераз.

Образовавшийся после удаления двух остатков глюкозы(Glc) гликопротеин, содержащий N-связанный додекасахаридный остаток, служит местомопознавания белками-шаперонами: калнексином икалретикулином, помогающимигликопротеину принять правильную пространственную структуру во время его перемещенияот места синтеза на мембрансвязанных рибосомах во внутреннюю часть эндоплазматическогоретикулума. После отщепления третьего остатка глюкозы гликозидазой эндоплазматическогоретикулума шапероны теряют сродство к ундекасахариду и диссоциируют из комплекса сгликопротеином.

UDP-глюкоза:гликопротеин гликозилтрансфераза переносит назад остатокглюкозы на ундекасахарид, что заставляет калнексин и калретикулин вступить в следующийэтап рефолдинга гликопротеина. Таким образом осуществляется контроль за поддержаниемфункционально значимой структурной организации секретируемых гликопротеинов.Если гликопротеин не будет свернут правильным образом в течение нескольких цикловдегликозилирования-регликозилирования, он переносится в цитозоль, где подвергаетсяполиубиквитилированию с помощью Е3-лигазы, являющейся составной частью системыдеградации неправильно свернутых белков в эндоплазматическом ретикулуме, игидролизуется в протеасомах.ГЛИКОЗИЛИРОВАНИЕ БЕЛКОВ(реакции нуклеофильногозамещения)ГЛИКОЗИЛИРОВАНИЕ БЕЛКОВ (реакции нуклеофильного замещения)Правильно свернутый Man9(GlcNAc)2N-гликопротеин с помощью маннозидаз эндоплазматическогоретикулума и аппарата Гольджи теряет шесть остатков маннозы с образованием связанного с белкомкорового пентасахарида Man3(GlcNAc)2.

Последний может присоединять с помощью различныхгликозилтрансфераз всевозможные моносахариды, разнообразие которых характерно дляэндоплазматического ретикулума и аппарата Гольджи. В результате этого число различныхгликопротеинов измеряется десятками тысяч.Присоединение углеводов к белкам чаще всего имеет информационное значение, нацеливая белкина определенные мишени, в одних случаях предопределяя его секрецию, в других – определяялокализацию белка в клетке или на клеточной мембране. Наличие на конце олигосахарида остаткасиаловой (ацетилнейраминовой) кислоты определяет устойчивость клетки.

Например, уэритроцитов наличие у мембранного белка гликофорина олигосахарида, оканчивающегося остаткомсиаловой кислоты, предохраняет эритроцит от преждевременного разрушения, а удаление этогоостатка специальным ферментом сиалидазой превращает его в «старый», подлежащийуничтожению эритроцит.Посмотрим как наше знание процессов, протекающих в живых организмах,способствует созданию молекулярных инструментов для исследования клеточныхпроцессов, связанных с гликозилированием белков, или для получениялекарственных препаратов на основе гликозилированных белков.Те, кто силен в органической химии, сможет решить проблемуиспользования химических реакций для получения молекулярныхинструментов, предназначенных для исследования клеточных процессов,связанных с гликозилированием белков, или для получения лекарственныхпрепаратов на основе гликозилированных белковРоль биооргаников в исследовании клеточных процессов, связанных с гликозилированием белковБиоорганики знают биохимию и понимают какиемолекулы участвуют в процессах гликозилированиябелков.Биоорганики знают органическую химию, поэтому могутприменить свои знания при синтезе аналогов субстратов дляферментов, принимающих участие в гликозилированиибелков.

Например, оказалось, что азидопроизводное глюкозы(Ac)4GlcNAz может вовлекаться в клеточные процессы, приэтом в белок будет вводится остаток сахара, содержащийазидогруппу. Попробуйте получить азидопроизводноеглюкозы ((Ac)4GlcNAz), исходя из молекулы глюкозы.Возникает вопрос: «С какой целью в гликозилированный белок вводитсяазидогруппа?»Получение гликозилированного белка, содержащего биоортогональную функциональную группу — азидлибо алкин (reporter), обеспечивает возможность селективно пометить белок после введение в клеткуметки (probe), например остатка флуоресцентного красителя, снабжённой комплементарнойфункциональной группой (фосфин, циклооктин либо азид).

На следующем этапе возможно получитьинформацию о природе меченого белка.Использование биоортогональной реакции на практике обычно осуществляют в две стадии. Сначала изучаемоесоединение модифицируют биоортогональной функциональной группой внутри клетки. Затем в системувводят низкомолекулярную метку, содержащую комплементарную функциональную группу, и в результатебиоортогональнй реакции происходит селективная модификация (мечение) данного соединения. В дальнейшемвведенная метка позволяет наблюдать за модифицированным субстратом.Обсудим подробнее возможности биоортогональных реакций.БИООРТОГОНАЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ• Несмотря на то, что в области органической химии открыто, изучено и описано множествохимических реакций, практически ни одна из них не может быть проведена в клетке или в организметак, чтобы затронуть лишь интересующее исследователя соединение (белок, ДНК, метаболит и др.).Так происходит потому, что биомолекулы содержат большое количество весьма похожих пореакционной способности функциональных групп (преимущественно нуклеофильных), и реакция, вкоторую вступает изучаемое соединение, неизбежно затронет и другие молекулы, содержащиеподобные функциональные группы.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов лекций