1625914757-8aba282c54d2a3a371a92e361d6fe93d (843812), страница 23
Текст из файла (страница 23)
Аналогичным образом фузидовая кислота ингибирует высвобождение EF148G•GDP. Пуромицин связывается в A-сайте и может использоваться в нуклеофильной атаке вместо аминоацил-тРНК, что приводит к преждевременной терминации синтеза белка. Ряд других, менее распространенныхантибиотиков, также ингибирует трансляцию у бактерий.Рис.
164. РНК-интерференцияII.12. РНК-интерференцияНедавно открытый феномен РНК-интерференции заключается в том,что линейные двуцепочечные РНК или шпилечные РНК могут ингибиро149вать экспрессию генов, содержащих гомологичные им последовательности(рис. 164). В ходе РНК-интерференции эндонуклеаза Dicer расщепляеттакие РНК на короткие двуцепочечные РНК длиной 21-22 п.н., содержащие выступающие 3’-концы по 2 нт. Эти двуцепочечные РНК затем расплетаются РНК-геликазой Armitage.
Далее на одном из получившихся одноцепочечных РНК-олигонуклеотидах (короткая интерферирующая РНК,киРНК) собирается включающий несколько разных белков комплекс RISC(RNA-induced silencing complex). Какой из двух олигонуклеотидов войдетв состав RISC-комплекса, определяется на стадии расплетания: в составкомплекса включается тот из них, 5’-конец которого в дуплексе менее стабилен и легче расплетается. В состав RISC-комплекса входит белокArgonaut, который опосредует образование комплементарного дуплексамежду киРНК и конкретной мРНК, регулируемой при помощи РНКинтерференции. Как правило, при наличии точного комплементарногосоответствия мРНК и киРНК происходит эндонуклеолитическая деградация мРНК, а при неполном комплементарном соответствии блокируетсятрансляция мРНК, но молекулярные детали этих процессов еще не выяснены. РНК-интерференция может также регулировать структуру и уровеньконденсации хроматина.II.13.
Сворачивание белкаПосле синтеза полипептидной цепи на рибосоме для образованияфункционально активного белка он должен сложиться в строго определенную третичную структуру. Однако многие неактивные структуры белкаявляются близкими по энергии к корректной структуре, и сворачиваниебелка в корректную структуру может занять долгое время для перебораблизких по энергии структур. Кроме того, сворачивающаяся цепь можетбыть захвачена в кинетическую ловушку – например, в случае, если гидрофобный участок белка, который должен быть упакован внутри белковойглобулы, свяжется с гидрофобным участком в окружении сворачивающейся молекулы белка.
Белки-шапероны помогают вновь синтезированномуполипептиду принять правильную конформацию за счет предотвращениятаких нежелательных контактов. В E. coli существует две главных системышаперонов – Hsp70 и Hsp60, которые имеют аналоги и в клетках эукариот.Система Hsp70 состоит из белков DnaJ, DnaK и GrpE. Белок DnaJ связывается с полипептидной цепью по мере ее схода с рибосомы. Затем кэтому комплексу присоединяется белок DnaK, с которым связана молекулаATP. Образование такого тройного комплекса вызывает гидролизATPADP, и комплекс DnaJ–DnaK остается связанным с полипептидом,пока ADP не вытеснится белком GrpE.
Таким образом, сворачивание растущей полипептидной цепи сопровождается множественными актами связывания и диссоциации белков системы Hsp70, что не позволяет ей обра150зовывать связи с другими компонентами клетки до окончательного сворачивания.Рис. 165. Система шаперонов Hsp60Система Hsp60 состоит из белков GroES и GroEL (рис. 165). БелкиGroEL организованы в два соприкасающихся сторонами кольца из семиидентичных субъединиц каждое; внутри колец остается полость значительных размеров, так что вся конструкция несколько напоминает бочку.Каждая из субъединиц GroEL связана с молекулой ATP.
Полностью сошедшая с рибосомы, но еще не свернувшаяся окончательно полипептид151ная цепь захватывается в полость, выстланную гидрофобными остатками,так что если на поверхности частично свернувшейся полипептидной цепинаходятся гидрофобные остатки, они образуют контакты с внутреннейповерхностью полости. Затем к «бочке» присоединяется «крышка» из семиидентичных субъединиц белка GroES, и гидрофобные остатки, выстилавшие полость кольца GroEL, переориентируются на контакты с гидрофобными остатками GroES. Сворачивающаяся молекула белка теперь находится в гидрофильном окружении и может корректно завершить процесссворачивания.
Гидролиз ATP субъединицами GroEL приводит к диссоциации комплекса GroES и высвобождению свернутой молекулы белка.II.14. Транслокация белковПосле синтеза полипептидной цепи, который протекает в цитоплазме,белки, действующие в других компартментах эукариотической клетки(митохондриях, ядре, эндоплазматической сети и т. п.), а также белки, секретируемые во внеклеточную среду, должны быть доставлены к месту ихдействия. В зависимости от целевого компартмента транслокация полипептидов может осуществляться посттрансляционным образом (синтезируется полипептидная цепь целиком, а затем происходит ее транслокация)или котрансляционным образом (транслокация идет одновременно странсляцией). По первому пути происходит импорт белков в митохондриии ядро, по второму – в эндоплазматическую сеть, откуда полипептиды могут переходить дальше в комплекс Гольджи и затем секретироваться вовнеклеточную среду.
Однако конкретные механизмы транслокации длявсех трех случаев различны.Посттрансляционный импорт полипептидов в митохондрии определяется наличием на их N-конце сигнала митохондриальной локализации(«лидерного пептида»). Это небольшая последовательность длиной 12–30 а.к.о., в которой нейтральные остатки чередуются с основными, а кислотные остатки отсутствуют (рис. 166).
При сворачивании лидерного пептида в регулярную -спираль, как правило, одна из ее сторон оказываетсяположительно заряженной, а другая – нейтральной. Это необходимо дляэффективного взаимодействия с каналом митохондриального транспортного комплекса. Транспортный комплекс состоит из двух субчастиц, TOM(transporter outer membrane) во внешней митохондриальной мембране иTIM (transporter inner membrane) во внутренней. В каждую из субчастицвходят несколько белков. Для импорта в митохондрии полипептид связывается своим лидерным пептидом с рецепторными белками Tom20, Tom22или Tom70, а затем комплекс ассоциирует с порой внешней мембраны,состоящей из белков Tom40, Tom5, Tom6 и Tom7. Полипептидная цепьпродергивается через пору с разрушением третичной структуры белка.
Навыходе из поры внешней мембраны N-конец импортируемой цепи связы152вается с порой, образованной белками Tim23 и Tim17, и проходит в митохондриальный матрикс, где лидерный пептид отщепляется специальнойсигнальной пептидазой MPP, а остаток белка сворачивается при участиисистемы Hsp70 и белка Tim44. Некоторые белки, которые должны функционировать во внешней или внутренней мембране митохондрий или вмежмембранном пространстве, несут следом за основным лидерным пептидом дополнительный лидерный пептид («якорный сигнал»), которыйнеобходим для прекращения транслокации на нужном этапе. Например,белки внутренней митохондриальной мембраны после выхода из порыTOM-субчастицы связываются со специальной TIM-субчастицей, состоящей из белков Tim22 и Tim54, и при прохождении через ее пору якорногосигнала полипептидной цепи транслокация останавливается, а белок выталкивается из поры вбок в фосфолипидный бислой внутренней мембраны.Рис.
166. Посттрансляционный импорт белков в митохондрииПохожим образом организован механизм котрансляционной транслокации полипептидов в эндоплазматическую сеть (рис. 167). Лучше всегоисследован механизм такой транслокации у дрожжей. Лидерный пептид вэтом случае состоит из 15–30 а.к.о. и имеет полярное начало и гидрофоб153ное окончание. После схода начала полипептидной цепи с рибосомы лидерный пептид узнается 11S-рибонуклеопротеиновым комплексом SRP(signal recognition particle), состоящим из 7S-РНК и шести белков. Связывание SRP с N-концом полипептида приостанавливает трансляцию. Наследующем этапе комплекс SRP с рибосомой, мРНК и частично синтезированным белком связывает комплекс SR (SRP receptor), состоящий изсубъединиц SR и SR.
После этого весь комплекс связывается с пороймембраны эндоплазматической сети – тримером белка Sec61, трансляциявозобновляется, и начинается продергивание синтезируемого полипептидачерез пору. Лидерный пептид после прохождения на другую сторону мембраны также отщепляется сигнальной пептидазой. Как и в случае митохондрий, мембранные белки несут якорный пептид или несколько такихпептидов, которые необходимы для временной задержки транслокации ипереноса участка полипептидной цепи в мембранный бислой. В зависимости от наличия в последовательности белка различных сайтов гликозилирования в эндоплазматической сети происходит ковалентная модификациябелков, которая определяет дальнейшую судьбу белка – задержку в эндоплазматической сети, комплексе Гольджи, внешней мембране клетки илисекрецию.Рис. 167.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
