ТОПОГЕНЕЗ БЕЛКОВ ПОСТТРАНСЛЯЦИОННАЯ МОДИФИКАЦИЯ СПЕЦГЛАВЫ БИОХИМИИ. ЛЕКЦИЯ 5.
Топогенез белков - фолдинг (сворачивание) белка - посттрансляционная модификация белка - транспорт белков внутри клетки - транспорт белков во внешнюю среду 2
Посттрансляционная модификация Полипептидная цепь – первичный продукт биосинтеза – часто подвергается химическим превращениям, изменяющим ее ковалентную структуру. Такие превращения могут происходить как ко-трансляционно (в процессе трансляции), так и посттрансляционно (после окончания биосинтеза – трансляции). Химические видоизменяют модификации его завершают функциональные созревание свойства. белка Обычно или реакции пострансляционной модификации катализируются специфическими ферментами и являются нематричными процессами (не кодируются). - модификации обогащают возможности изменения свойств белков; - модификации могут быть обратимыми, что регулирует проявление активности белков в ответ на изменяющиеся условия и стимулы. 3
1. Йодирование остатков тирозина Реакция характерна для тиреоглобулина – высокомолекулярного белка, содержащегося в щитовидной железе и являющегося источником тироксина – гормона, влияющего на обменные процессы в тканях. - йодирование остатков Tyr-5, 1291. 2555, 2748 - йод атакует ОН-группу тирозина по радикальному механизму, отщепля HI и оставляя неспаренный электрон на кислороде тирозина - электрон перемещается по ароматической системе, локализуясь в пара -положении и стимулируя разрыв связи С-СН 2 - ароматический фрагмент с неспаренным электроном переносится внутримолекулярно на кислород пространственно сближенного остатка дийодтирозина - высвобождение тироксина под действием аспартильной протеазы 4
2. Образование остатков -карбоксиглутаминовой кислоты Реакция происходит в некоторых животных белках, функционирование которых требует образования комплекса с ионами кальция. Реакция состоит в прямом включении СО 2 в гамма- метиленовую группу остатка глутаминовой кислоты. Протекает только в присутствии витамина К. Реакция свойственна протромбину и другим белкам системы свертывания крови, в которых карбоксилированию повергаются несколько (обычно 10) остатков глутамата в аминоконцевом участке полипептидной цепи. Модифицированный глутамат взаимодействует с ионами кальция, одновременно связанными с фосфолипидами клеточных мембран. Это способствует концентрированию белков системы свертывания крови на поверхности клеток, что облегчает их взаимодействие друг с другом. 5
2. Образование остатков -карбоксиглутаминовой кислоты Сходную роль играют остатки гамма-карбоксиглутаминовой кислоты в белке костной ткани – остеокальцине, который взаимодействует с ионами кальция на поверхности частиц гидроксилапатита – минерального компонента кости. Аналогично модифицированы остатки глутаминовой кислоты в овокальцине и атерокальцине, некоторых белках хрящей, почечных канальцев, а также в некоторых белках рибосом, которые содержат и бета-карбоксиаспарагиновую кислоту. Дефицит витамина К или присутствие его ингибиторов (декумарина) приводит к блокирует торможению взаимодействий. 6 гамма-карбоксилирование, свертывания крови и что других
3. Гликозилирование белков Гликопротеины – белки, содержащие ковалентно связанный углеводный компонент. По структурной роли углеводного компонента гликопротеины можно разделить на 2 класса: протеогликаны и гликопротеины. Протеогликаны имеют полипептидную цепь, плотно унизанную олигосахаридными цепочками, молекула в целом выступает подобно разветвленному полисахариду, ее полипептидный скелет постоянно скрыт. В гликопротеинах полипептидная цепь формирует пространственную структуру, свойственную белкам, присоединены к белковой глобуле. 7 а углеводные компоненты
3. Гликозилирование белков В N-гликопротеинах углеводный компонент присоединяется Nгликозидной связью к амидному азоту остатка аспарагина в составе полипептидной цепи. Первым звеном углеводного компонента всегда оказывается N-ацетилглюкозамин. N-гликозидная связь легко расщепляется в кислой среде. В гликопротеинах к остатку N-ацетилглюкозамина присоединен 14 -связью еще один остаток N-ацетилглюкозамина, далее следуют несколько остатков маннозы, могут встречаться остатки Nацетилглюкозамина, галактозы, нейраминовой кислоты, фукозы и некоторые другие моносахаридные звенья. Антибиотик туникамицин блокирует N-гликозилирование белков. Гликопептидаза F избирательно отщепляет олигосахариды от Nгликопротеинов. Модификации подвергаются секреторные белки, попадающие в ЭПР. 8 N-ацетилглюкозамин
3. Гликозилирование белков В О-гликопротеинах углеводный компонент присоединяется Огликозидной связью к оксигруппе остатка серина или треонина в составе полипептидной цепи. Первым звеном углеводного компонента всегда оказывается N-ацетилгалактозамин. О-гликозидная связь легко расщепляется в щелочной среде. Модификации подвергаются муцины (вещества, определяющие группу крови). В иммуноглобулинах встречаются одновременно оба типа гликозилирования. 9 N-ацетилглюкозамин
4. Фосфорилирование белков Белки фосфорилируют протеинкиназы, которые катализируют перенос концевого фосфата АТФ на гидроксильные группы остатков серина и треонина. Фосфорилирование тирозина наблюдается значительно реже. Фосфоэфирные гидролизоваться связи фосфопротеинов ферментами могут - фосфопротеинфосфатазами. Фосфорилирование белков – обратимый процесс, регулирующий активность белков. происходит в области контакта субъединиц или доменов. 10
5. Метилирование белков 11
6. Присоединение изопренильных групп 12
7. Модификация N- и С-конца 13
8. Ограниченный протеолиз 14
Скачать презентацию ТОПОГЕНЕЗ БЕЛКОВ ПОСТТРАНСЛЯЦИОННАЯ МОДИФИКАЦИЯ СПЕЦГЛАВЫ БИОХИМИИ ЛЕКЦИЯ 5
5. Посттрансляционная модификация белков.ppt