Льюин (Левин) - Гены - 1987 (947308), страница 34
Текст из файла (страница 34)
Фактор кодируется одним-единственным геном йж. Он присутствует в количествах, приблизительно эквимолярных с рибосомными белками. Фактор связывается с рибосомой для того, чтобы способствовать транслокации, а далее после гидролиза ОТР он освобождается в среду. Для этого связывания необходимо присутствие ОТР, но оно также может произой~и и цри использовании ОМР-МДФ. Из этого следует, что для ассоциации фактора с рибосомой не нужен гидролиз ОТР, но транслокация при этом произойти не может. Возможный комплекс, который ЕГ-О образует с ОТР (или ООР), трудно охарактеризовать вследствие их нестабильности.
б. Конвейер для сборки полнпептидных цепей 83 ее-ц птр тркнееакккия ег-ц цпр р Фактор Коли- руется геном М опеку лярная мкон Коли Функция Вещество, ингнбн- рующее активность честно молекул нк клетку и ОТР Рнс 6.11, После образования псптидной связи лля осуществления транслокации необко~щмы ЕГ-О н ОТР, которые затем от- В связи с этим мы не знаем, попадает ли молекула СТР в рибосому в комплексе с ЕГ-С или взаимодействует с ней непосредственно. Гидролиз СТР катализируется не фактором ЕГ-С, а рибосомой. Рнбосома не может связать ЕГ-Тп и ЕГ-С одновременно, поэтому в процессе трансляционного цикла эти факторы попеременно взаимодействуют с частицей.
Фактор ЕГ-С может связаться только после того, как комплекс ЕГ-Тп СОР покинул рибосому. Затем ЕГ-С должен уступить место аминоацил-тРНК.ЕГ-Тц СТР. При изучении механизма действия антибиотика стероидной природы фузидиевой кислоты,-которая «консервирует» рибосому в зранслоцированном состоянии, было обнаружено, что для успешного протекания синтеза белка необходимо освобождение ЕГ-С. В присутствии фузидиевой кислоты происходит один цикл транслокации; ЕГ-С связывается с рибосомой, СТР гидролизуется и рибосома передвигается на три нуклеотида.
Но далее. вместо того чтобы покинуть рибосому, ЕГ-С и СОР остаются в ней (см. рис. б.11), Такое действие этого антибиотика, возможно, объясняется тем, что фузидиевая кислота стабилизирует комплекс рибосомы ЕГ-С СГУР. Изза того что освобождения фактора ЕГ-С не происходит, прерывается дальнейший ход событий, так как А-участок рибосомы уже не способен акцептировать тройной комплекс, состоящий из аминоацлл-тРНК ЕГ-Тп СТР.
В результате дальнейший рост полипептидной цепи прекращается. делаются от рнбосомы (сели только не прясутствует фузнлневая кислота, стабилизирующая посттрансляцнонную стадию). Нам не известно, чем определяется взаимоисключающее взаимодействие факторов элонгации между собой. Возможно, что оно обусловлено только конформацннным эффектом рибосомы или жс непосредственной конкуренцией за одни и те же или частично перекрывающиеся участки связывания (лекарственное вещество тиострептон препятствует связыванию как ЕГ-Тп, так и ЕГ-С).
Таким образом, необходимость того, чтобы каждый фактор удалился из рнбосомы, с тем чтобы следующий мог войти в нее, убеждает нас в существовании строго установленной очередности событий в процессе белкового синтеза. Оба фнкюрн использунп СТР длн зо)о, чтобы связаться с рибосомой, хотя гидролиз его осуществляется Таблина 6.5 Для транслокацнн необходим фактор элонгации Часть 11. Синтез белков 84 с с М' но о он АмннлнннлчРНК МН Лтрлмннлн позднее. Поскольку ни один из них не может использовать для связывания с рибосомой ООР, то вероятнее всего, что ОТР требуется факторам для принятия правильной конформации. Благодаря такому механизму факторы получают доступ в рибосому только в присутствии ОТР, который в дальнейшем они используют для выполнения своей функции. При гидролизе ОТР высвобождается энергия, которая может быть затрачена на изменение конформации рибосомы.
В присутствии ЕГ-Тп она нужна для активации аминоацил-тРНК в А-участке. При наличии фактора ЕГ-О энергия расходуется на перемещение рибосомы. Гидролиз ОТР, сопряженный с действием ЕГ-О, не катализируется самим фактором, а является функцией рибосомы. Это свойство присуше 508-субчастице (гл. 8). Как мы уже отмечали, вопрос о том, расщепляется ли ОТР, входящий в тройной комплекс тРНК ЕГ-Тп ОТР, под действием ЕГ-Тн или рибосомного белка, остается открытым. Расстояние в три основания, которое проходит рибосома, вероятно, определяется взаимодействием между кодоном мРНК и антикодоном тРНК.
Некоторые мутантные тРНК узнают антикодоны из четырех оснований, что позволяет рибосомам продвигаться на четыре основания в каждом транслокационном акте. Поэтому, исходя из стереохимии взаимодействия кодон — антикодон в А-участке, можно определять расстояние, на которое перемешается рибосома (гл. 8).
У эукариот аналогом ЕГ-О является белок еЕГ2, функционирующий, по-видимому, сходным образом, как транслоказа, зависящая от гидролиза ОТР. Действие этого фактора также ингибируется фузидиевой кислотой, хотя и в меньшей степени, чем в случае бактериальных рибосом. Фактор еЕГ2 является крупным белком с мол. массой около!00000 дальтон. Это один из самых многочисленных компонентов клетки, на долю которого приходится, вероятно, около 1",/ растворимого белка.
В отли- Рлс. 6 12. Нуромннин ло своему строению напоминает аминоаллл- тРНК, так как он имеет сходство с ароматической аминокислотой (эатсмненнал частьг соеднненной с нуклеозидной частью. чие от бактериального фактора удается выделить стабильный комплекс еЕГ2 с ОТР. Комплекс может связываться с рибосомами г последуюшим гидролизом входящего в его состав ОТР. Уникальным свойством еЕГ2 является его чувствительность к дифтерийному токсину.
Действие токсина, использующего )х)АО (никотинамидадениндинуклеотид) в качестве кофактора, заключается в переносе аденозиндифосфатрибозильного компонента (АОРК) на еЕГ2. Образуюшийся АОРК-еЕГ2 неактивен в синтезе белка. Субстратом для этой модифицирующей реакции служит необычная аминокислота, которая образуется в еЕГ2 в результате изменения гистидинового остатка. Она обнаружена в составе еЕГ2, выделенного из представителей многих видов.
Такое АОР-рибозилирование и обусловливает летальный эффект дифтерийного токсина. Реакция чрезвычайно эффективна: одна молекула токсина способна модифицировать такое количество фактора еЕГ2, которое вызывает гибель клетки. Существуют мутантные линии клеток (но не целые организмы), в которых еЕГ2 устойчив к А)ЭР-рибознлированию. Извлечение энергии, необходимой для работы рибоеомы Для включения одной аминокислоты в полипептидную цепь в сумме затрачивается три высокоэнергетичес(хне связи.
Во время присоединения аминокислоты к тРНК расщепляется АТР. Гидролнз ОТР происходит после включения аминоацил-тРНК (в составе тройного комплекса) в А-участок. Еще одна молекула ОТР гидролизуется, когда рибосома передвигается на один триплет по цепи мРНК (см, также гл. 8). Молекулы ОТР, участвуюшие в работе рибосомы, вероятно, выполняют две функции. Они поддерживают в со- 7. Транспортная РНК: трансляционный посредник 85 Терминация: завершение синтеза белка Глава 7 ТРАНСПОРТНАЯ РНК: ТРОНСЛЯЦИОННЫЙ ПОСРЕДНИК ответствующей конформации факторы элонгации, с которыми ассоциированы. Когда фактор элонгации связан с О(ЗР, он не способен выполнять свои функции.
ОТР также обеспечивает энергией соответствующие этапы в синтезе белка, в каждом случае, вероятно, вызывая конформационные изменения частицы. При поступлении аминоацил-тРНК в рибосому энергия расходуется на придание последней нужной конформации, в которой аминоацил-тРНК располагается в А- участке и становится доступной для дальнейшего взаимодействия. Все эти события не простое следствие связывания с рибосомой. На стадии транслокацин в результате гидролиза ОТР высвобождается энергия, необходимая для передвижения рибосомы.
В каждом случае характерным признаком реакции является высвобождение фактора элонгации из рнбосомы. В эукарнотическнх системах провести точный подсчет энергетических затрат представляется более трудной задачей, но, вероятно, и здесь потребность в энергии столь же велика, как и в случае бактериальных рибосом. Окончание белкового синтеза — это необычная реакция, так как при этом происходит непосредственное узнавание терминирующего кодона белковым фактором.
Поскольку эта реакция совершенно отличается от взаимодействия кодон — антиколон, характерного для инициации и элонгации, то, по-видимому, совсем не обязательно, чтобы и в терминации участвовала последовательность, состоящая из трех нуклеотидов, Очевидно, этот факт отражает некоторые аспекты эволюции генетического кода, Только 61 триплет кодирует аминокислоты. Остальные три триплета являются терминнруюшими кодопами, функция которых — прекращать белковый синтез, Им даны случайные названия, отражающие историю их открытия. Триплет (ЗАО называется амбер-кодоном; 1.1АА— охра-кодоном и (.Щф иногда называемый опал-кодоном.
Природа этих триплетов первоначально была установлена с помощью генетических тестов, благодаря которым было выделено два типа точновых мутаций. Транспортная РНК занимает центральное место в биосинтезе белка, выполняя функцшо адапторной молекулы, ответственной за перевод (трансляцию) последовательности нуклеотидных триплетов в последовательность аминокислот. По выражению Крика (Сис1г), тРНК возникла в результате попытки природы наделить нуклеиновую кислоту свойствами, обычно присущими белку, Поскольку эти РНК принимают участие во множестве различных реакций, они должны быть похожи по олннм свойствам и различаться по другим.
Это требование удо- У Е. сей обнаружено два бельа, участвующих в терминации. Они получили название факторы освобождения (КГ). Эти факторы заставляют рибосому связываться с нуклеотидными триплетами; КГ! узнает ()АА и 13АСь а кГ2 — ()ОА и ()АА соответственно. Для реакции освобождения полипептидной цепи необходимо, чтобы в Р- участке присутствовала полипептиднл-тРНК. Факторы кГ, по-виднмому, взаимодействуют с участком А, так как все мутантные тРНК, способные узнавать тсрмннируюгцие кодоны, могут конкурировать с ними за рибосому (гл. 7). Фактор кГЗ стимулирует действие двух первых. В эукариотических системах был обнаружен только один фактор освобождения — ейГ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
