Проблема белка. Том 2: Пространственное строения белка - Попов Е.М.
ISBN 5-02-001697-7
Скачать (прямая ссылка):
425
В клетке связывание и освобождение частично свернутого белка и шаперона контролируется специфическими белковыми модуляторами, или, как их иногда называют, кооперативными факторами при их невалентном взаимодействии с комплексом белок-шаперон [284]. Партнером DnaK являются белки DnaJ и GrpE. Белок DnaJ кодируется тем же опероном, что и DnaK, проявляет активность в виде димера двух одинаковых субъединиц с молекулярной массой около 41 кДа. При формировании тройного комплекса белок—DnaK—DnaJ возрастает сродство DnaK к целевому полипептиду и стимулируется гидролиз АТР DnaK. Белок GrpE имеет молекулярную массу 22 кДа и индуцирует замену ADP на АТР у DnaK в тройном комплексе.
Шапероны hsp90. Белки этого семейства изучены слабо. Предполагается, что они так же как и белки семейства hsp70 имеют АТР- и пептидсвязывающие домены и содержат N- и С-концевые сигнальные тетрапептиды. К hsp90 отнесены белок HtpG клеток Е. coli и
D. melanogaster и два белка S. cerevisiae, различающиеся концентрацией и индуцибельностью. В животных клетках присутствуют белки hsp90, часто именуемые grp94 и ERp99 или эндоплазмином, аналогичные по строению и функции белку BiP семейства hsp70 [285].
Цитоплазматические белки hsp90 имеют молекулярную массу от 87 до 92 кДа. Они способны к ассоциации со многими клеточными белками, включая трансформированные белки ретровирусов, рецепторы стероидных гормонов, протеинкиназы клеток, актин и тубулин [277]. Общим свойством белков hsp90, по-видимому, является способность стабилизировать синтезируемые рибосомами белки в неактивном состоянии и не допускать их сборки. Белки hsp90 участвуют в инициации свертывания рецепторов стероидных гормонов и в последующей модуляции связывания ими ДНК и регуляции транскрипции [272, 273]. Показано, что апорецепторы, синтезированные в отсутствие hsp90, неспособны к регуляции процесса транскрипции и, следовательно, невосприимчивы к воздействию гормонов [274]. В нормальных условиях вновь синтезированный апорецептор формирует комплекс с димером hsp90, в котором рецептор зафиксирован в частично свернутой конформации, что препятствует его связыванию с ДНК. Ассоциация стероидного гормона с таким комплексом приводит к его диссоциации, а рецептор при этом обретает способность к взаимодействию с ДНК. Установлено, что область контактов шаперона hsp90 с рецептором включает участок из 80 аминокислотных остатков, где находится место связывания рецептора с гормоном. Однако причины специфичности взаимодействия hsp90 с рецептором и диссоциации их комплекса остаются еще не выясненными. Белки семейства hsp90 катионзависимо связывают АТР и способны к автофосфорилированкю. Но, в отличие от белков hsp70 и шаперонов, они не способны к каталитическому гидролизу АТР [286].
Шапероны hsp60 (шаперонин-60). Эти белки отличаются структурно от шаперонов hsp70 и hsp90 тем, что представляют собой не отдельные молекулы, а сложные гомоолигомерные (в Er coli, митохондриях и хлоропластах) или гетероолигомерные (в архебак-
426
Рис. 111.28. Гипотетическая модель структуры шаперонина GroEL, иллюстрирующая в двух проекциях мультиплетные места связывания единичной полипептидной цепи
Черные прямоугольники вокруг плоскости — элементы узнавания и связывания полипептида; а-спирали — вторичные структуры связанного полипептида [ 193]
териях и клетках животных) комплексы [287]. Наиболее изучен ша-перон Е. coli GroEL. Согласно данным электронной микроскопии о четвертичной структуре GroEL, его молекулы ассоциированы в две связанные между собой кольцевые структуры, образующие двойной гептамерный тороид, названный "пончиком" [288, 289]. Диаметр внутренней полости, куда погружается белок с молекулярной массой до 90 кДа, составляет около 170 А. Вспомогательным (кооперативным) белком при функционировании шаперона GroEL служит белок GroES с молекулярной массой 10 кДа. Он образует гептамерный комплекс, прикрывающий один из торцов тороида GroEL (рис. III.28).
Аналогичный комплекс двойного тороида был идентифицирован в цитозоле животных клеток [290—292]. Он не является гомологом уже известным шаперонам, что было подтверждено иммуноперекрестными реакциями. Оказалось, что белки, формирующие этот комплекс, эволюционно связаны с компонентами клеток архебактерий. В экстремальных термофилах Pyrodictium occultum идентифицирован большой цилиндрический белковый комплекс с термостабильной АТРазной активностью [293]. Такой же комплекс присутствует в другом виде бактерий Sulfolobus shibatae. Он представляет собой два кольца, образованных из 8 мономеров каждое. Мономер TF-55 имеет молекулярную массу 55 кДа и гомологичен белку ТСР1 (”N-complex polypeptide 1"), который является продуктом Т-локуса созревающих сперматид мышей [287, 290—292]. Позднее гомологичные белки были обнаружены в сахаромицетах (S. cerevisiae), клетках яичек быка и ретикулоцитарном лизате кролика. Эти белки организованы в гетеро-олигомерный комплекс с молекулярной массой около 970 кДа, получивший название TRiC (ТСР1 ring complex). Комплекс TRiC содержит белок ТСР1 с молекулярной массой 60 к Да и 5—7 белков с молекулярной массой 50—68 кДа, которые пока не охарактеризованы.
