Проблема белка. Том 2: Пространственное строения белка - Попов Е.М.
ISBN 5-02-001697-7
Скачать (прямая ссылка):
2 Шаперон (chaperon) — в переводе с английского означает пожилую даму, которая оберегает юную леди при ее выходе в свет.
412
компоненты макромолекулярных агрегатов, предотвращая несвернутые или частично свернутые полипептиды от случайных, непродуктивных взаимодействий.
Белки одной группы посредников — это ферменты, катализирующие сборку полипептидной цепи путем образования с ней ковалентных промежуточных комплексов, что сокращает продолжительность случайно-поискового механизма процессов пространственной организации белковых молекул. Белки второй группы — молекулярные шаперо-ны. В принципе они также подпадают под определение ферментов, поскольку влияют лишь на скорость структурной организации белковой цепи, предохраняя ее от неправильных внутримолекулярных и межмо-лекулярных контактов. Различие в том, что шапероны, во всяком случае уже известные, реализуют свои многочисленные функции только за счет невалентных контактов со свертывающимся белком, не вступая с ним в химические взаимодействия.
В посредническую группу ферментов входят белок-дисульфидная изомераза, впервые обнаруженная К. Анфинсеном и соавт. [178, 179], и пептидилпролил-цмс-гарянс-изомераза, выделенная Дж. Эдманом, Л. Эллисом и Р. Блэнчером [180]. Они катализируют скорость-определяющие стадии сборки белковой цепи in vivo — тиол-дисульфидную обменную реакцию и изомеризацию пептидной связи, предшествующей остатку пролина (X—Pro, где X — любой аминокислотный остаток последовательности) [181]. Оба фермента не определяют путь свертывания полипептидной цепи, а лишь ускоряют создание правильной системы дисульфидных связей, в первом случае, и требуемых конфигураций пептидных связей, во втором, способствуя быстрой перегруппировке S—S-мостиков из ^ис-конфигураций в транс-у дипептидов X—Pro, которые не отвечают нативной конформации белка. Оба фермента, выделенные из клетки и очищенные, выполняют те же функции в условиях in vitro [174, 179, 182—184].
Белок-дисульфидная изомераза в значительном количестве присутствует в эндоплазматических ретикулумах различных типов клеток эукариот. Ее активность хорошо коррелирует с уровнем синтеза секреторных белков [185]. Химические перекрестные модификации фермента свидетельствуют об избирательности его взаимодействий с синтезируемыми на рибосомах в эндоплазматическом ретикулуме полипептидными цепями иммуноглобулинов [186]. Введение очищенной изомеразы в микросомы, предварительно освобожденные от нее щелочной или детергентной обработкой, вновь восстанавливает котрансляционное образование дисульфидных связей при внеклеточном рибосомном синтезе белковой цепи [184].
Белок-дисульфидная изомераза клеток млекопитающих проявляет активность в форме димера идентичных субъединиц молекулярной массы около 57 кДа [180]. Пространственная структура отдельной молекулы состоит из двух доменов, каждый из которых обнаруживает близкую гомологию с тиоредоксином [187], — небольшим белком с молекулярной массой 12 кДа, присутствующим во всех живых
413
Таблица III.7
Ферменты, участвующие в сборке нативной конформации белка [193]
Источник Белок- Пептидилпролил-цнс-транс-
дисульфидная изомераза (PPI)
Организм Оргаиелла изомераза (PDI) Cph-PPl FKBP-PPI
Е. coli Цитозоль Тиоредоксин Ротамаза b
Периплазма Ротамаза a
Цитозоль Cphlp(Cprlp) Fkblp(Fkrlp)
Дрожжи (Rbplp)
Эндоплазмати- PDI yCyPB
ческий ретикулум Euglp
Дрозофила Цитозоль CyP FKBR
Циклофилин
Млекопитающие (PPIase)
(CyPA)
Эндоплазмати- PDl(ERp59) CyPB(rCyPLP)
ческий ретикулум GSBP
ERp72
ERp61
Эндоплазматичес- PDI
кий ретикулум
Растения Хлоропласты
организмах, от бактерий до высших эукариот [188] (табл. III.7). Тиоредоксин обладает окислительно-восстановительным (редокс) потенциалом, способствующим образованию, изомеризации и разрушению дисульфидных связей. На основе изученного пространственного строения его была построена модель функционирующего димера белок-дисульфидной изомеразы [187]. Она включает четыре подобные тиоредоксину домена, дитиол-дисульфидные активные центры которых расположены на поверхности комплекса. Исследования Р. Нойва и У. Леннарса [189] показали, что образование S—S-мостиков в клеточной и бесклеточной системах происходит практически сразу же после проникновения фермента в канальца эндоплазматического ретикулума или внутрь микросомы и продолжается одновременно с рибосомш/м синтезом белка.
