Льюин (Левин) - Гены - 1987 (947308), страница 30
Текст из файла (страница 30)
В бактериальных клетках и в митохондриях формильный остаток отщепляется специальным деформилирующим ферментом. В том случае, если в белке Х-концевой аминокислотой являезся метионин, то достаточно только этой модификации. В случае бактериальных и эукариотических белков, имеющих на сч-конусе другие аминокислоты, метионин отщепляется с помощью амннопептидазы, Когда же возникает необходимость в обеих реакциях, они осуществляются последовал ельно (рис. 6З). Реакция (реакции) удаления ненужных аминокнслотпых остатков происходит довольно быстро — возможно, когда образующаяся полипептидная цепь достигнет в длину 15-30 аминокисло г. В инициации принимают участие ЗОБ-субчастицы и вспомогательные факторы Рибосомы (7(5 или 80$), передвигаясь вдоль мРНК, наращивают полипептидную цепь, осуществляя синтез о 'Йз о 11 с ' ' -- СГ си н с сн нн нн о сн нн сн о Йа й ж'' о Й 11 1 о 11 нан .
с с нн с с нн с 11 1, снй о Йа в 1 сно Йа о 1 11 й о нз Рис б.3 Ноносинтезирующиеся бактериальные белки начинаются с формилметионина. Формиггьная группа удаляется в результате дрформилирования, образуя обычный Хнгяонсц. Затем приблизительно у полонины сингезируюгцнхся белков с помошью аминопгцгидазы удаляегся мигионггн, и и результате аминокислота Ня дрририцархця в Ьихонцеиуго. (Исходно эха аминокицлотя была включена и прптидную цепь иторай.] б. Конвейер для сборки полипептидных цепей 75 белка. Но интактная рибосома не может непосредственно взаимодействовать с мРНК и инициировать синтез белка. Первоначально с мРНК связывается малая 305-субчастица, образуюшая инициирующий комплекс с первым кодоном А1)О.
Малая субчастица садится на мРНК таким образом, что инициирующий кодаи располагается внутри той части участка Р, которая принадлежит этой субчастнце !305). Только нницнируюшая аминоацил-тРНК обладает уникальным свойством непосредственно входить в Р-участок, расцознавая находящийся там кодон.
Это показано на рис. 6.4. Затем большая субчастица связывается с комплексом, образуя полную рнбосому, в которой инициируюшая аминоацнл-тРНК расположена в новообразованном ннтактном Р-участке. В свою очередь А-участок становится способен акцептировать аминоацил-тРНК, комплементарную следующему кодону — второму кодирующему триплету в гене. В ходе этого процесса инициируюшие кодоны взаимодействую~ только с ннициаторной аминоацнл-тРНК !через малую субчастицу), тогда как триплеты, расположенные в пределах кодируюшей области, взаимодействуют только с обычными амнноацил-тРНК !благодаря целой рибосоме).
Несмотря на то что ЗОВ-субчастица участвует в инициации, самостоятельно она не способна связывать ни МРНК, ни иннциаторную тРНК. Неполноценность рибосомных субчастиц в реакции инициирования впервые была обнаружена при описании эффекта ппромывки» 305- субчастиц раствором хлористого аммония. При такой обработке они теряют способность инициировать синтез новой белковой цепи. Причина состоит в том, что активные 308-субчасгицы содержат факторы инициации ПГ).
Это бшукн, которые, будучи лабильно связанными с рибосомами, удаляются при промывке раствором хлористого аммония, не оказываюшего никакого влиянии на истинные илн структурные рибосомные белки. В настоящее время в бакгериальных системах известно три фактора инициации, обозначенных как 1Г1, 1Г2 н 1ГЗ. !Их характеристики даны в табл.
6.1.) Они необхо- димы на каждой стадии взаимодействия малой субчастицы рибосомы с другими компонентами: МРНК и инициируюшей тРНК. На первой стадии происходит спепифическое связывание ЗОБ-субчастицы исключительно с инициируюшнм участком мРНК. В этой реакции принимает участие фактор 1ГЗ. Вторая стадия состоит в том, что только иннцннруюшая 1Ме1-тРНК! попадает в недостроенный Р-участок, образуемый субчастнцей и мРНК.
Для обеспечения этой реакции необходим фактор 1Г2. Роль фактора 1Г! в инициации точно не,установлена. Этот белок с мол, массой 9500 дальтон — самый маленький из факторов инициации. Он связывается с 305-субчастнцей рибосомы только как составная часть инициирую- щего комплекса, 1Г1 может принимать участие в стабилизации иницнируюшего комплекса, вероятно вызывая конформационные перестройки в ЗОБ-субчастице, а не играя непосредственную роль в узнавании каких-либо компонентов. Количества 1Г1 в клетках достаточно только для того, чтобы связаться с 3",~ общего числа ЗОБ-субчастиц. Табл»па 6.1 Для запуска бедппвпгп синтеза у Е. сод аевбходамо наличае трех факторов панппаппп Функции Молекулы фактора Свободные ряб»сомы Фактор Мавса (длдь- тоны) .
!ГЗ 23000 25, Связывание с мРНК и диссоциация субчас- зиц 1Г2 ! 00!ЮО Инициирует связывание с тРНК ' 1Г! 9000 15",,; Повторение цикла? Факторы инициации обнаруживаются только на свободных ЗОВ-субчастицах, происходяших из тех самых 20% рибосом, которые не участвуют в данный момент в бел- Рпс. Ь.л. При инициации белкового синтеза 305-субчастица ис- ацпл-тРНК используются 70$-рпбосомамя в процессе элонгапользует лншь ГМе!-тРНК!. Только другие молекулы амипо- цпп.
Часть 11. Синтез белков сэаг» ямы е ьу6 иатицы о — ~ — ОЮ Д«иамическае ревнсвеаие Пуп саобаднмк газ рнба сам сткыььмвя ~~„:;. 30$ «ьт«аа~ичь ЖФ"4 ~ мгик Иниця«яп0щня ком«явка пьи«чяинйаьюйг« к мадаму Апб коном синтезе. Число копий каждого фактора относительно невелико и достаточно лишь для взаимодействия с малым количеством свободных рибосом. Таким образом, все факторы должны использоваться многократно.
При превращении комплекса 305-мРНК в 70$-рибосому факторы инициации освобождаются. Этим они отличаются от рибосомных структурных белков. Таким образом, факторы инициации участвун>т исключительно в формировании иннциируюшего комплекса. На стадии элонгации они покидают 70$-рибосому и в дальнейшем процессе не принимают никакого участия. Недолговечная «свобода» ЗОБ-субчастиц Рнбосомы. занятые в синтезе белка, находятся в форме 70$- или 808-частиц; в таком же виде они диссоциируют от мРНК. Далее они поступают в пул свободных рибосом. Как же образуются необходимые для инициации «свободныеа 305-субчастяцы7 У бактерий диссоциапии свободных 708-рибосом на субчастицы способствует белковый фактор, первоначально описанный как фактор днссоцнацин, но впоследствии идентифицированный как фактор 1ГЗ.
Ранее этот фактор был обнаружен благодаря той роли, которую он играет прн ассоциации 308-субчастицы с мРНК. Таким образом, он выполняет две функции: сначала используется для образования свободных 308-субчастиц, а затем для их связывания с мРЕ1К. В этом смысле он является фактором, контролирующим свободное состояние 308-субчастиц, которое продолжается с момента их диссопиации от свободных 70$-рибосом до их реассопиации с 508-субчастицей при инициации. На рис. 6.5 похазано, что свободные 70$-рибосомы находятся в динамическом равновесии с 308- н 505-субчастицами. Ко~да 1ГЗ связывается с ЗОБ-субчастицей, равновесие сдвигается, поскольку образуется свободная субчастица, не способная реассоциировать с 508-субчастицей.
Ряс. б.5 !ГЗ обусловливает сдвиг равновесия, существующего между свободаыми 708-рнбосомами я субчастипамн, образуя стабильные 308-субчастипы, способные взаимодействовать с яняпяирующямя сантами мРНК. При этом 1ГЗ действует как фактор, препятствующий ассоциации. 308-субчастнца и фактор 1ГЗ взаимодействуют в стехиометрических соотношениях: с одной субъединицей связывается одна молекула 1ГЗ (молекулярная масса одной полипептидной цепи составляет 23000 дальтон). В клетке количество фактора лимитировано, и поэтому с ним связано только 5% 308-субчастиц (или около 25',"„' ЗОБ-субчастигг, не участвуюших в синтезе белка). Для гого чтобы 308-субчастица связалась с мРНК, совершенно необходимо присутствнс фактора 1ГЗ.
В результате промывки свободных 308-субчастиц (раствором хлористого аммония) илн при искусственной диссоциации 705-рибосомы на субчастицы (при пониженной концентрации ионов Мйз ') можно получить малую субчастицу, лишенную этого фактора. Такие субчастицы не способны к образованию ннициирующего комплекса с мРНК.
Однако спгнифичносэиь узнавания участков инициации на м1ьНК всецело определяется рибосомной субчастицей. Таким образом, фактор 1ГЗ, по-видимому, не участвует в выборе участка инициации, а необходим только для еь о взаимодействия с малой субчастицей. Фактор 1ГЗ освобожлается до тогга как произойдет обьединение малой (305) и большой (505) субчастиц. 308- субчастипа не способна одновременно взаимодействовать с фактором 1ГЗ и 508-субчастипей. Следовательно. 308- субчастице предоставляется право выбора или находиться в «свободномя состоянии, присоединяясь при этом к 1ГЗ, или ехать только частью 708-рибосомьь Из этих превращений и состоит жизненный цикл ЗОБ-субчастицы. Когда рибосома находится в свободном состоянии, то и динамическое равновесие с субчастицами позволяет фактору 1ГЗ заменить 50$-субчастицу.
Как только инипиируюший комплекс сформируется, фактор 1ГЗ освобождается, давая возможность 308-субчастнце соединиться с 508-субчастицей. После этого 1ГЗ немедленно поступает в новый цикл, находя другую 308-субчастицу. Такое быстрое повторное использование характерно для всех вспомогательных факторов. Освобождение инициаторной ТРНК Роль фактора 1Г2 в связывании иницнат орной (Мег-тРНКе с комплексом 308 мРНК показана на ряс.
б.б. Этот фактор представляет собой белок с мол. массой около 73 000 дальтон, способный специфично связываться с ЕМег-тРНКО Какое свойство ннипиаторной тРНК позволяет отличать ее от других аминоацил-тРНК, пока еше не ясно, но точно установлено, что лля этого узнавания необходимо наличие блокированной ГчН -группы. Еп тйго специфичность узнавания проявляется только при низкой концентрации ионов магния. Образование бинарного комплекса, состоящего из ЕМег-тРНКе н !Г2, может являться первой стадией, необходимой для попадания этой тРНК в иннциируюший комплекс. Далее комплекс 308. мРНК связываетъя с ЕГ2 ЕМег-тРНКЕ таким образом, что тРЕ1К находится в недостроенном Р-участке.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
