Проблема белка. Том 2: Пространственное строения белка - Попов Е.М.
ISBN 5-02-001697-7
Скачать (прямая ссылка):
Из сказанного выше следует, что можно различать несколько видов сборки нативной трехмерной структуры белка. Во-первых, в условиях in vitro без белковых посредников, когда термодинамика и кинетика процесса в отсутствие денатуранта определяются только аминокислотной последовательностью; во-вторых, также в условиях in vitro, но в присутствии тех или иных ферментов или молекулярных шаперонов, оказывающих соответствующие воздействия на скорость процесса и его эффективность; в-третьих, в естественных, клеточных, условиях с участием ферментов и шаперонов. Сборка белков с помощью посредников, как показывают результаты работ последних лет, широко распространена. Однако, вопрос о том, все ли белки в процессе и сразу же после их синтеза на рибосомах нуждаются для своей сборки в ассистировании, остается открытым. Роль посредников может быть выяснена при исследовании раздельного влияния каждого из них на скорость свертывания in vitro, а в случае in vivo — при изучении мутантных и рекомбинантных модельных белков [221].
Открытие класса молекулярных шаперонов произошло при изучении функций белков теплового шока, принадлежащих трем различным семействам, которые обычно обозначают hsp60, hsp70 и hsp90 (аббревиатура heat shock protein; цифры указывают приблизительные значения молекулярных масс белков в кДа) [193]. Белки hsp широко распространены и постоянно присутствуют в целом ряде клеточных компартментов как прокариот, так и эукариот (табл. 1П.8). При возникновении стрессовых ситуаций (не только тепловых) их концентрации резко возрастают [222—225].
Белки этих семейств сильно отличаются по структуре, но функционально обладают рядом общих характерных особенностей. Как уже отмечалось, к ним относятся узнавание целевого полипептида и участие в его сборке, способность к связыванию и гидролизу АТР, кооперативные взаимодействия шаперонов разных семейств и взаимодействия с другими белковыми факторами, инициация синтеза шаперонов при накапливании частично свернутых белков.
В табл. III.8 включены также белки, не относящиеся к семействам hsp, но причастные к процессам свертывания полипептидных цепей и сборки белковых комплексов. К ним относятся уже упоминавшийся нуклеоплазмин ядра клетки. В эндоплазматическом ретикулуме найден белок (TRAP или р28), образующий невалентный комплекс с CD3-цепью рецептора Т-клетки, который существует до окончания сборки всех субъединиц рецептора [260]. Другой белок этого же компартмента (8ЙК) формирует переходные ассоциаты с вновь синтезируемыми тяжелыми цепями главного комплекса гистосовместимости [262]. В клетках Е. coli белок SecB и триггер-фактор связывают незрелые секреторные предшественники до их выведения через цитоплазматическую мембрану [230]. Белок PapD, как предполагают, функционирует как шаперон в периплазматическом пространстве, способствуя
421
Функции молекулярных шаперовов [193]
Таблица III.8
Источник Е. coli
Фотосинтетические
бактерии
Хлоропласты
Митохондрии
Эндоплазмати-ческий ретикулум
Цитозоль
Ядро
Целевой полипептид
Шаперон
Функция
Предшественники секреторных белков
ДНК-репликационный комплекс белков Белки головки или хвоста бактериофага
Чужеродные белки
Белок микропили лериплазматического
пространства
Рубиско
Рубиско
Митохондриальные белки-предшественники
Белки-предшественники в матриксе
Синтезируемые секреторые белки
Мутантные или чужеродные белки Субъединицы Т-клеточного рецептора
Литература
GroEL
SecB
Триггер-фактор
DnaK/DnaJ
GloEL/GroES
Опорные белки
бактериофага
DnaK
PapD
GroEL/GroES
RuSBP
Hsp70
Hsp60
BiP
BiP
TRAP или p28
Задержка свертывания [226__228]
перед транспортом ^29 230]
[231,232]
Реорганизация белкового комплекса [233_______235]
Сборка головки или [236, 237]
хвоста бактериофага
Стабилизация несвернутого белка (?) [238]
Сборка микропили [239, 240]
Сборка олигомера [241_______245]
Сборка олигомера [217, 243, 246]
Завершение транслокации [247, 248]
Стабилизация неполностью свернутых 247]
структур в матриксе
Стабилизация неполностью свернутых [249______251 ]
структур и свертывание
Реэкспорт предшественников в [249]
межмембранное пространство
Завершение транслокации [252]
Стабилизация неполностью свернутых [253_______257]
структур в канальцах
Стабилизация неполностью свернутых [253, 258, 259]
структур
Сборка рецептора [260, 261 ]
Мутантные или чужеродные белки BiP
