Постсинтетическая модификация белков в норме
Информация - Биология
Другие материалы по предмету Биология
?х с биосинтезом биологически активных веществ. Он характерен почти для всех классов соединений, присутствующих в организме: изопреноидов, жирных кислот, нуклеиновых кислот, аминокислот и белков.
Физиологическое значение метилирования велико. Наиболее хорошо изучен процесс образования и роль формилметионина как инициатора биосинтеза белков у прокариотов. Доказано, что данный процесс осуществляется на уровне аминоацил-тРНК. Метилирование приводит к образованию О-?-метилпроизводных серина и треонина. О-?-метилглутарат играет важную роль при хемотаксисе бактерий и движениях амебы.
Метилированные производные гистонов имеют большое значение для биосинтеза белков. В данном случае метилирование осуществляется по аминокислотным остаткам лизина, аргинина и концевым аминогруппам гистонов, что приводит к изменению их заряда и конформации, а это влияет на взаимодействие гистонов между собой и с ДНК. Активность ферментов, ответственных за модификации, регулируется и зависит от стадии клеточного цикла. Такая модификация делает возможным конформационные перестройки хроматина.
Области эухроматина, в которых расположены активно транскрибируемые гены, обладают следующей структурной особенностью - молекулы гистонов, связанные с ДНК в этих участках, модифицированы: ?-аминогруппа лизина метилирована или ацетилирована; метилированы некоторые остатки аргинина и гистидина в гистонах Н2А и Н2В, являющиеся коровыми белками нуклеосом. В гистоне Н1 фосфорилированы остатки серина. Результат этой серии ковалентной модификации - снижение суммарного положительного заряда гистонов и ослабление сродства нуклеосом к ДНК.
Из печени выделены три активных метилазы, метилирующих лизин в альбумине, однако в крови эти формы альбумина не обнаружены. Наличие метилирующих ферментов еще не означает, что белок в норме метилируется. Дериваты аминокислот участвуют в обеспечении разнообразных функций белка и трудно выделить какую-либо общую функцию, присущую метилированию, если не учитывать значение этого фермента для обеспечения определенной конформации белка.
Ацилирование - замещение водорода в органических соединениях остатком карбоновой кислоты, который называется ацильной группой; обычно осуществляется по ОН-группам серина, треонина и др. Этот процесс также связан с функцией, выполняемой данным белком. Наиболее изучены дериваты гистонов ядра, где они играют важную роль в организации генома. При приеме ацетилсалициловой кислоты имеет место ацилирование альбумина.
Ацилирование высшими жирными кислотами. Известны белки, которые называются протеолипидами из-за их способности растворяться в органических растворителях. Подавляющая часть изученных в настоящее время протеолипидов представляет собой белки, содержащие значительное количество жирных кислот, которые в отличие от липопротеинов связаны с апобелком ковалентными связями. Все виды живых существ содержат такие белки в мембранах, особенно много их в мембранах мозговых клеток и в миелине. Известно три типа связей белка с жирной кислотой.
. Тиоэфирная по длине полипептидной цепи
/
\ O
/
\__CH2 - S- C - (CH2)n - CH3, где n от 12 до 16
/
\
. Присоединение миристиновой кислоты по N-концу (глицин)
/
\
/
\NH-CO-(CH2)n - CH3
. Присоединение гликофосфолипидов к карбоксильному концу фосфотидиловая кислота - фосфорня кислота - инозитол - гексозы -
/
\
- 0-CH 42 0- /
\COOH
Функция этих белков еще недостаточно ясна, но есть основание предполагать, что они являются компонентами узнавания, т.к. входят в состав рецепторов трансферрина, а фосфатидил-инозитоловая структура осуществляет функцию заякоривания к поверхности клеток.
Закрепление с помощью мембранного якоря. Роль якоря может выполнять ковалентно связанный с белком остаток жирной кислоты (миристиновая - С14 или пальмитиновая - С16). Белки, связанные с жирной кислотой, локализованы в основном на внутренней поверхности плазматической мембраны. Миристиновая кислота присоединяется к N-концевому глицину с образованием амидной связи. Пальмитиновая кислота образует тиоэфирную связь с цистеином или сложноэфирную с остатками серина и треонина.
Небольшая группа белков может взаимодействовать с наружной поверхностью клеток с помощью ковалентно присоединенного к С-концу белка фосфатидилинозитолгликана. Этот якорь - часто единственное связующее звено между мембраной и белком, поэтому при действии фосфолипазыС этот белок отделяется от мембраны.
Поверхностные белки или домены интегральных белков, расположенные на наружной поверхности всех мембран, почти всегда гликозилированы. Олигосахаридные остатки могут быть присоединены через амидную группу аспарагина или ОН-группу серина и треонина (рис. 3). Они защищают белки от протеолиза, участвуют в узнавании лигандов или адгезии.
Фосфорилирование белка осуществляется по ОН-группам серина, треонина, реже тирозина ферментами из группы протеинкиназ, тогда как дефосфорилирование катализируют гидролитические ферменты фосфопротеинфосфатазы. В числе хорошо изученных процессов фосфорилирования следует назвать метаболизм гликогена, фосфорилирование тропонина и др.
Механизмы фосфорилирования, зависимые от сАМФ, имеют важное значение в функционировании мембран, гистонов, рибосомальных белков, гормонов и др. рибосомальных систе?/p>