Льюин (Левин) - Гены - 1987 (947308), страница 31
Текст из файла (страница 31)
Однако эта последовательность событий точно не доказана. Не исключено, что 1Г2 непосредственно связывается с 308-субчастнцей и тем самым дает возможность ЕМеГ-тРНКе провзаимодействовать с ним, находясь уже в составе рибосомной субчастицы. При любой последовательности событий на этой стадии белок 1Г2 остается в составе субчастицы — в дальнейшем ему еще предстоит сыграть свою роль. 6. Конвейер для сборки полипептидных цепей 77 1РЯ 1це1 Ф аннернмй комплекс амплека Зйй мРНК 1 1 1 1 Готаемй инициирующий намплека единение оуб матицм Ф °- цтр гч Гидаалне бтр Оееоботкденне йлктароц инициецин Рнс.
б.б Бакгеряйльные факторы инициации аеобхолнмы для связывания 308-субчастлцы с мРНК, а также для взаимодействия ййГе1-тРНК с комплексом 308-мРНК; их освобождение сопряжено с Гидролязом ОТР, сопровождающим присоединение 508-субчйстнпы. Давно известно, что фактор 1Г2 обладает рибосомозависимой ОТР-азной активностью. В присутствии рибосом данный фактор осуществляет гидролиз ОТР, высвобождая энергию, запасенную в высокоэнергетической связи. Несмотря на то что ОТР является составной частью полностью сформированного инициирующего комплекса, все же точно не ясно, на какой стадии присоединяется нуклеотид.
Наиболее вероятно, что это происходит во время или сразу же после связывания бинарного комплекса с 308-субчастицей. Далее, когда присоединяется 508-субчастица и образуется полная рибосома, в присутствии 1Г2 происходит гидролиз ОТР. Возможно, фактор 1Г2 сам не является ОТРазой, но активирует какой-то рибосомный белок, выполняющий зту функцию.
Роль фактора 1Г! окончательно не выяснена. Возможно, он участвует в возобновлении цикла, способствуя высвобождению фактора 1Г2 из комплекса, Для чего нужен гидролиз ОТР, точно не известно. Возможно, что он сопряжен с конформационными изменениями в рибосоме, в результате которых независимые субчастицы превращаются в единую функционирующую 7(5-рибосому. Вслед за расщеплением ОТР Р- и А-участки рибосомы принимают свою правильную ориентацию.
В Р-участке располагается (меГ-тРНК<, а А-участок готов принять аминоацил-тРНК. Согласно этой модели, гидро- лизу ОТР отведена роль, в чем-то похожая на ту, которую выполняет разрыв высокоэнертегической связи при движении рибосомы (см, ниже). В инициации у эукариот участвует много факторов Процесс инициирования трансляции у эукариот в общих чертах аналогичен тому, который наблюдается у Е.
со(1. Но здесь обнаружено больше факторов инициации. В ретикулоцитах (незрелые эритроциты), на которых была выполнена основная часть работы, обнаружено по крайней мере восемь факторов, но их конкретная роль недостаточно изучена. Факторы эти обозначаются так же, как и у бакзерий, но с приставкой «е», что указывает на их эукариотическое происхождение. К настоящему времени в зритроцитах обнаружены следующие факторы: е1Г1, е1Г2, е1Г4А, е1Г4В, е1Г4С, е1Г413 и е1Г5.
Препараты е1Г2 и е!ГЗ содержат множество полипептидных цепей, а их названия отражают тот факт, что их роль, по-видимому, аналогична бактериальным факторам !Г2 и 1ГЗ. Остальные факторы, как правило, состоят из одной полипептидной цепи, а их функции точно не установлены. Кроме указанных выше различий, процесс инициации у эукариот, по-видимому, в общих чертах аналогичен тому, что происходит у Е. сой. В ретикулоцитах (незрелых эритроцитах), с которыми проводится основная часть работ, существует значительно больше факторов инициации, по крайней мере, девять обнаружены к настоящему времени. Факторы названы аналогично бактериальным, но с добавлением приставки «е», указывающей па их эукариотическое происхождение. Известный на сегодняшний день перечень факторов приведен в табл.
6.2. Каждая из фракций е1Г2 и е1ГЗ содержат по несколько цепей. Другие факторы преимущественно представлены единичными полипептидами, функции которых пока еще изучены недостаточно полно. Инициация у зукариот включает образование тройиоео комплекса, содержащего МебтРНК„е!Г2 и ОТР. Он образуется в две стадии: сначала ОТР связывается с фактором е1Г2, увеличивая сродство фактора к МеотРНКБ а это затем приводит к образованию комплекса.
На рне. 6.7 показано, что этот комплекс непосредственно взаимодействует со свободной 40$-частицей. Процесс стимулируется присутствием факторов е1ГЗ и е1Г4С, которые, возможно, стабилизируют комплекс. У млекопитающих фактор е!Г2 — это белок, состоящий из трех субъединиц — и, (3 и у (с мол. массами 35000, 38000 и 55000 дальтон соответственно).
Сходной структурой обладает аналогичный фактор из зародыша пшеницы, что свидетельствует об идентичности функции этого фактора у многих эукариот. Свойства фактора е1Г2 приведены в табл. 6.3. Точная роль всех субъединиц еще не определена, но, по-видимому, е!Г2а связывается с ОТР, тогда как е1Г27 связывает Ме1-тРНК;; фактор е1Г2(З, возможно, является фактором рециклизации. Взаимодействие 408- и тройного комплекса с мРНК зависит от фактора е1ГЗ, который, возможно, играет роль, аналогпчную фактору 1ГЗ, поддерживая 408-субчастицу в свободном состоянии.
Для этого взаимодействия также необходимы некоторые дополнительные факторы (е1Г!, е1Г4А, е!Г4В) и гидролиз высокоэнергетической связи АТР. Связывание 608-субчастицы с ииициирующим комплексом происходит в присутствии фактора с1Г5 и также сопряжено с гидролизом ОТР, входившим в состав тройного комплекса. Если факторы пометить радиоактивными изотопами, то можно непосредственно продемонстрировать наличие е1Г2 и е1ГЗ в составе инициирующего 40$-комплекса. Часть 11. Синтез белков 78 е1Р-2 птр Г Функ«ив Фнктор Структура 15 000 мономер мономср мономер Помогает связывать мРНК Помогает связывать мРНК н связывает АТР е1Г1 е!Г4В е!Г4А 1 Мм- РНК; 1 Предотвращает объединение 403-603-субча- стиц 23 000 моцомер е1Г6 тройной комплекс Освобождение е1Г2 и е1Г5 150000 мономе Иннцинруммни камппекс, аадеоимщий суйеесуицу ) — АТР ( 1 — -Р'АПР+ Р Суумесуицв свпвмвееусп с концом мРНК 1пви етом необкодимм допапнитвпенме векторы в!у) Суйпестице мисоиоуву вдоль мРНК к перв кацапу дей Таблица 6.2 Ретикулецаты содержат но крайней мере левать факторов ции ццацви е!ГЗ > 500000 мульткмер Связывание мРНК Другие факторы не обнаруживаются с помощью такого подхода, но надо отметить, что ингибитор белкового синтеза, эдеин, останавливающий процесс на стадии инициации, приводит к тому, что факторы е1Г4А, е1Г4В и е1Г4С остаются в составе комплекса 408-мРНК.
Вероятно, когда малая частица соединяется с большой, образуя полную рибосому, все эукариотические факторы инициации освобождаются. В связи с характеристикой инициирующих факторов необходимо учитывать, что в данном контексте термин «зукариотические» имеет отношение только к небольшому количеству систем. В других случаях могут использоваться способы инициации, отличающиеся в деталях от описанных выше. Точно так же в бактериях, отличных от Гл соИ, обнаруживаются некоторые особенности в способах инициации.
Важная роль фактора е1Г2 в синтезе белка Предположение о том, что фактор е1Г2 взаимодействует с элементами, контролирующими белковый синтез, вытекает из двух фактов. В обоих случаях малая субъединица фактора е1Г2а фосфорилируется, причем зта модификация каким-то непонятным образом приводит к нарушению процесса инициации. Таблица бд е1Г2 состоит вз трех субьелиацц Рис. 6.1 При инициации синтеза белка у ау«ар»от е!Г2 образует уройной комплекс с Ме1-тРНКп который связывается с 405- субчастицей; затем инициирующий комплекс взаимодействует с 5сконцом мРНК и начинает мигрировать к иицциирующему додону АПОу (гл. 9) Первая ситуация возникает в ретикулоцитах, когда те лишаются темина, кофактора, необходимого для сборки гемоглобина — основного белка эритроцитов.
В отсутствие гемина инициация белкового синтеза прекращаегся. Это связано с тем, что падение концентрации кофактора до уровня ниже критического активирует ингибитор белкового синтеза,т.е. протеинкиназу (фермент, катализирующий перенос фосфатной группы на белки), а фактор е1Г2и является субстратом этого фермента. Фосфорилирование фактора е1Г2и ингнбирует его активность непрямым путем.
После того как он выполнил свою роль в реакции инициации, фактор е!Г2 освобо- 6. Конвейер для сборки полипептидных цепей ждается в форме комплекса ООР, образовавшимся при гидролнзе ОТР, входящего в состав тройного комплекса. До тех пор пока ОРР не будет снова заменен на ОТР, фактор не может выполнять свою функцию 1рис. 6.8). Реакция замещения требуе~ дополнительного фактора, известного под разными названиями, но в настоящее время обозначаемого как е1Г2В. Этот фактор не может функционировать в том сяучае, если и-субъединица фосфорнлнрована. Фосфорилирование хотя бы 20-30,' е1Г2 достаточно, чтобы остановить инициацию белкового синтеза. По всей вероятности, фосфорнлнрованный е1Г2 связывает весь е1Г2В (содержание молекул фактора е1Г2В составляет всего лишь 10 — 20";; от содержания молекул фактора е1Г2) и таким образом делает его недоступным для взаимодействия с нефосфорилнрованным е1Г2. Фосфорилирование е1Г2ее-субъединицы непосредственно не мешает фактору е1Г2 принять участие в синтезе белка один раз, однако оно препятствует его взаимодействию с каким-то другим фактором.
Последний, по-видимому, принимает участие в регенерировании фактора е1Г2-ОТР из е1Г2-О)УР, освобождающегося после инициации. Это превращение необходимо для повторных циклов инициации. Иная ситуация встречается во множестве других клеток, в том числе и в ретикулоцнтах. В присутствии двухцепочечной РНК (дцРНК) активируется новая протеинкиназа, которая точно так же фосфорилирует е1Г2ес Синтез киназы может стимулироваться интерфероном, для которого дцРНК служит мощным индуктором. Интерферон избирательно подавляет синтез вирусоспецифических быков, не влияя при этом на синтез белков клет.- ки-хозяина.
Однако не ясно, каким образом фосфорилированне е1Г2 связано со специфичностью ингибирования, так как е1Г2 сам по себе в равной степени участвует в инициации белкового синтеза как на вирусных, так и на клеточных мРНК. Последовательность событий в прокариотах и вукариотах Не ясно, существует ли строгая очередность при связывании мРНК и инициаторной тРНК с бактериальной 305-субчастнцей. Согласно существующей точке зрения, как та,'так и другая может присоединиться первой.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
