Белки посттрансляционные модификации

ПОСТТРАНСЛЯЦИОННАЯ МОДИФИКАЦИЯ БЕЛКОВ [c.543]

Весьма интересная в методическом отношении особенность антител иммунных сывороток заключается в их способности узнавать иммуноген, даже если изменились некоторые его физикохимические свойства. Например, противоферментные антитела зачастую распознаются в неактивной форме, а причинами неактивного состояния могут быть действие ингибитора, точковая мутация, удаление простетической группы или присутствие фермента в форме предшественника [1, 23]. Это свойство использовалось для изучения различных (физиологических, биохимических, генетических) аспектов при исследовании растительных ферментов [26]. Другой пример такого свойства продемонстрирован способностью специфических антител очищенных белков, выделенных из экстрактов растительных органов, реагировать с белками, синтезированными in vitro, особенно с теми из них, которые в избытке содержат сигнальный пептид однако примеры, которые дали исследования по молекулярной биологии растений, показали, что в данной области возможны отклонения от этого свойства [29], и поэтому в некоторых случаях для формирования конкретной антигенной структуры необходимы определенные посттрансляционные Модификации. [c.115]

Имитация посттрансляционных модификаций белков. Посттрансляционные модификации белков являются одним из важнейших этапов экспрессии генов. Большинство эукариотических белков становятся функционально-активными лишь после ковалентного присоединения к их функциональным группам модифицирующих молекул. Кроме того, посттрансляционные модификации, например, фосфорилирование или ацетилирование белковых молекул, являются важным механизмом регуляции их биологической активности. Исследование молекулярных механизмов регуляции активности белков под действием их ковалентных модификаций сдерживается отсутствием адекватных модельных систем. Например, стандартным методом получения специфически фосфорилированных белков является их инкубация с соответствующей протеинкиназой в присутствии субстратов. Однако обычно не удается контролировать уровень фосфорилирования белка, а также специфичность самой реакции. Использование Метода EPL позволяет решить эту проблему путем объединения [c.317]

Посттрансляционная модификация белка включает следующие процессы химическую модификацию белка (часто отсутствует) — метилирование по аминогруппе лизина и аргинина, фосфорилирование по ОН-группе серина, окисление лизина, пролина и др. связывание простетической группы связывание между собой субъединиц олигомерного белка частичный протеолиз. Например, ттосттрансляционная модификация при биосинтезе гликопротеинов происходит следующим образом. Полисомы связаны с внешней поверхностью мембраны эндоплазматического ретикулума клеток через большую субъединицу рибосомы. Синтезированные полипеп- [c.317]

К посттрансляционной модификации белков не относится [c.607]

В настоящее время около половины идентифицированных ферментов находятся в клетках и тканях в виде множественньгх молекулярньгх форм, имеющих единую субстратную специфичность, но отличающихся по физико-хими-ческим или иммунологическим свойствам. Генетическая основа молекулярной гетерогенности обусловлена наличием нескольких генов, каждый из которых кодирует одну субъединицу фермента или одну его молекулярную форму. Кроме того, различные молекулярные формы одного и того же фермента могут кодироваться в одном генном локусе, имеющем множественные аллели. Генетически детерминированные молекулярные формы называются изоэнзимами. Посттрансляционные модификации ферментов, обусловленные локальным протеолизом, ковалентными модификациями, белок-белковыми взаимодействиями и т. д., являются причиной образования множественных молекулярных форм, не являющихся истинными изоэнзимами, но играющими существенную роль в метаболических процессах. Наиболее часто встречаются так называемые конформеры — молекулярные формы, имеющие одинаковую первичную структуру, но отличающиеся по своей конформации. Это возможно в том случае, если эти конформации достаточно устойчивы, т. е. соответствуют уровню свободной энергии, близкой к минимальной. Только такие конформационные варианты белков, которые воспроизводимо фиксируются посредством электрофоретических, хроматографических или иных методов, могут рассматриваться как конформеры. [c.83]

Регуляция биосинтеза белков путем посттрансляционной модификации [c.45]

Перечислите основные пути посттрансляционной модификации мембранных белков и приведите примеры ее биологического значения. [c.30]

Одного лишь определения последовательности нуклеотидов ДНК никогда не будет достаточно для установления точек посттрансляционной модификации белка. [c.460]

ЭКСПРЕССИЯ ГЕНА, программируемый геномом процесс биосинтеза белков и(или) РНК. При синтезе белков Э. г. включает транскрипцию - синтез РНК с участием фермента РНК-полимеразы трансляцию - синтез белка на матричной рибонуклеиновой кислоте, осуществляемый в рибосомах, и (часто) посттрансляционную модификацию белков. Биосинтез РНК включает транскрипцию РНК на матрице ДНК, созревание и сплайсинг. Э. г. определяется регуляторными последовательностями ДНК регуляция осуществляется на всех стадиях процесса. Уровень Э. г. (кол-во синтезируемого белка или РНК) строго регулируется. Для одних генов допустимы вариации, иногда в значит, пределах, в то время как для других генов даже небольшие изменения кол-ва продукта в клетке запрещены. Нек-рые заболевания сопровождаются повышенным уровнем Э.Г. в клетках пораженных тканей, напр, определенных белков, в т. ч. онкогенов при онкологич. заболеваниях, антител при аутоиммунных заболеваниях. [c.413]

В последнее время выяснены некоторые закономерности синтеза физиологически активных пептидов из биологически инертных предшественников—белков в результате процесса, называемого посттрансляционной модификацией (постсинтетические превращения белковой молекулы). Известно, например, что ангиотензины (представленные октапептидами), оказывающие выраженное сосудосуживающее действие, образуются из присутствующего в сыворотке крови неактивного белка ангиотензиногена в результате последовательного действия ряда иротеолитических ферментов (ренина и особого фермента, участвующего в превращении неактивного ангиотензина I в активный ангиотензин II). [c.75]

Коллаген — внеклеточный белок, но он синтезируется в виде внутриклеточной молекулы-предшественника, которая перед образованием фибрилл зрелого коллагена подвергается посттрансляционной модификации. Подобно всем секретируе-мым белкам, предшественник коллагена претерпевает процессинг в ходе прохождения через эндоплазматический ретикулум и комплекс Г ольджи до появления во внеклеточном пространстве. Наиболее ранним предшественником коллагена является препро-коллаген, который содержит на N-конце лидерную, или сигнальную, последовательность примерно из 100 аминокислот. Препроколлаген образуется на рибосомах, прикрепленных к эндоплазматическому ре- [c.347]

Изоэлектрическое фокусирование обладает наивысшей разрешающей способностью, когда-либо достигавшейся при разделении белков цо зар5 дам [58—64, 92]. Этот метод позволяет разделить белки, велйчины р/ которых различаются всего на 0,01 ед. pH. Иногда Для такого разделения бывает достаточно различия между двумя структурами на одну заряженную группу. При помощи метода изоэлектрофокусирования можно также обнаружить другй различия в зарядах, которые, строго говоря, не связаны с макроскопической егомогенностью белков. Вот некоторые из факторов, обусловливающих такие различия посттрансляционная модификация первичной структуры (например, дезамидирование), связывание лигандов, химическая модификация, вариации в небелковых компонентах, например липидах, углеводах и других простетических группах, ассоциация и диссоциация, изменения окислительно-восстановительного состояния металлоферментов. Если при анализе картины изоэлектрофокусирования иметь в виду эти факторы, то полученные данные могут приобрести дополнительную ценность, поскольку в принципе они позволяют обнаружить микрогетерогенность белковых структур. В настоящее время метод изоэлектрического фокусирования применяют в сочетании с другими электрофоретическими методами, например в сочетании с электрофорезом в полиакриламидном геле в присутствии додецилсульфата натрия, для получения двумерных карт разделяемых компонентов. В одном направлении производят разделение белков в соответствии со значениями их рД а в другом — в соответствии с размерами их молекул, т. е. в соответствии с их молекулярными массами. При помощи этих методов можно охарактеризовать смеси, содержащие тысячи белков [94]. Еще несколько лет тому назад разделение с таким высоким разрешением было просто немыслимо, а в настоящее время этот метод анализа находит все более широкое и все более успешное применение в различных биохимических исследованиях. [c.126]

Изучение присоединения пальмитата к сиалогликопротеинам показало, что оно предшествует терминальному гликозилированию. Исходя из этого, предлагаются различные объяснения биологического смысла посттрансляционной модификации белка управление его гидрофобностью, регуляция процесса гликозилирования, который в свою очередь отражает созревание белка и формирование его функциональной активности (подробнее — см. разд. VII). [c.24]

Гидроксилирование остатков лизина играет решающую роль во второй посттрансляционной модификации проколлагена. Подобно большинству секретируемых белков, молекулы проколлагена гликозилируются в клетках, перед тем как путем экзоцитоза перейти во внеклеточное пространство. Однако гликозилирование проколлагена необычно в том отношении, что присоединяются короткие (всего два сахарных остатка) олигосахариды, не содержащие сиаловой кислоты, и что они ковалентно связываются с гидроксильной группой гидроксилизина (рис. 12-43). В коллагенах разного типа доля углеводной части весьма различна (табл. 12-2), и ее функция неясна. Дальше [c.224]

Важную роль в регуляции транскрипции генов могут играть, наконец, процессы фосфорилирования, метилирования и, возможно, дру1 ие посттрансляционные модификации негистоновых белков хроматина. Заметные изменения в наборах фосфорили-руемых и метилируемых негистоновых белков наблюдаются в ядрах нейронов и глиальных клеток неокортекса крыс в первые недели постнатального онтогенеза. При этом главное различие между ядрами нейронов и глиальных клеток состоит в большем метилировании группы специфических для нейронов негистоновых белков -100 кД. В ядрах нейронов и глии мозга мышей обнаружены протеинкиназная и метилазная активности, значительная часть которых прочно ассоциирована с хроматином. [c.18]

Из всех видов посттрансляционной модификации мембранные белки подвергаются главным образом ацилированию и гликозилированию. Ацилирование белка жирнокислотными радикалами сильно увеличивает его гидрофобность. В результате образуются протеолипиды. Протеолипиды миелина настолько гидрофобны, что их можно растворить только в органических растворителях. Иногда обнаруживается ковалентное присоединение к белкам диацилглицерина. В этом случае он присоединяется к белковой молекуле тиоэфирной связью через N-концевой цистеин (как в пептидогликановом матриксе грамотрицательных бактерий). Жирные кислоты обычно присоединяются амидной связью к i-аминогруппам (показано для пенициллиназы грамположительных бактерий). Такого рода протеолипиды типичны и для мембран клеток высших животных. [c.23]

Секреторные клетки имеют хорошо развитую сеть ЭПР с системой полисом — рибосом и хорошо развитый аппарат Гольджи с толстыми мембранами, имеющими диаметр 7—8 нм. Существует общий механизм образования, хранения и экзоцитоза секретируемого материала. Синтез белковых секретируемых макромолекул протекает в гранулярном ЭПР, затем материал поступает через мембраны в ЭПР, затем в агранулярный ЭПР и далее в цистерны аппарата Гольджи, в котором происходит посттрансляционная модификация белков, формирование секреторных гранул. После некоторого периода созревания гранул (максимальная упаковка содержимого) они сосредоточиваются возле будущего района экзоцитоза, т. е. недалеко от плазмалеммы. Например, в клетках поджелудочной железы синтезируется юколо 90% белков, которые затем секретируются клеткой (рис. 11). [c.64]

Достигнутые за последний весьма короткий период огромные успехи в секвенировании нуклеотидов, по-видимому, должны служить признаком того, что секвенирование белков, возможно, уходит в прошлое, если вообще не станет излишним. Фактически именно так ставится вопрос в статье Закат и упадок химии белка [8], опубликованной недавно в журнале Nature. В связи с идеей о мозаичной организации эукариотической ДНК, включающей экзоны и интроны [3], потребовался анализ соответствующих аминокислотных последовательностей. Когда белковые структуры были определены, стала очевидной роль рекомбинаций экзонов в эволюции белков [2]. Данные относительно посттрансляционной модификации белков, о сигнальных пре- и пропептидных последовательностях свидетельствуют [c.7]

С возрастом, в процессе индивидуального развития организма, удельная активность супероксиддисмутазы в печени, сердце и мозге мышей снижается, хотя снижение активности в сердце и мозге компенсируется увеличением количества фермента [281]. Есть данные, что с возрастом общая супероксиддисмутирующая активность в мозге может даже увеличиваться [282]. Одной из причин, обусловливающих снижение удельной активности СОД, может быть посттрансляционная модификация белка в результате его неферментативного гликозилирования [283]. [c.38]

В соответствии с генетическим кодом при синтезе белков используются 20 разных аминокислот, однако in vivo обнаружено более 150 их производных, и поэтому ясно, сколь велика роль посттрансляционной модификации [1]. Наиболее часто встречаются производные, образующиеся в результате фосфорилирова ния и гликозилирования боковых цепей и ацетилирования а-аминогрупп. В настоящей главе рассмотрены ферменты, активность которых регулируется путем ковалентной модификации, не являющейся ограниченным протеолизом или фосфорилированием. [c.108]

Посттрансляционные модификации белков, в частности, фосфорилирование, гидроксилирование, гликозилирование и ограниченный протеолиз, происходящие в определенных компарт-ментах эукариотических клеток, также оказывают большое влияние на растворимость белков, их стабильность и биологические функции. Это особенно относится к секретируемым белкам эукариот. Поскольку в бактериальных клетках соответствующие системы посттрансляционных модификаций белков отсутствуют, в них не могут быть получены биологически полноценные рекомбинантные эукариотические полипептиды, что накладывает ограничения на использование бактерий в биотехнологии. [c.120]

Большинство известных белков первоначально синтезируется в виде предшествеников, которые затем подвергаются модификации. Процессинг включает весь цикл изменений от образования структур молекул до их функционирования. В процессинге белка при образовании функционально активных продуктов могут участвовать протеазы. Посттрансляционные модификации белка могут осуществляться также за счет гликозилирования, присоединения углеводного компонента. [c.69]

Синтезом полноценного полипептида в результате трансляции кодирующей его мРНК рибосомами обычно завершается процесс передачи генетической информации от генов к белкам как у бактерий, так и у высших организмов. Однако в большинстве случаев при синтезе конечного белкового продукта эукариотическими клетками производятся различные его модификации, в результате которых полипептид и приобретает требуемые свойства. Особой посттрансляционной модификацией является сплайсинг белков, механизм которого будет рассмотрен во второй части книги (раздел 1.3.2). [c.35]

Регуляторные части генов, а также продукты их экспрессии, мРНК и белки, распознаются соответствующими ферментными системами организма и обеспечивают упорядоченную экспрессию структурной части гена. При этом регуляторные участки генов и промежуточных продуктов их экспрессии, как правило, высокоспецифичны в отношении своих природных генетических эффекторов (РНК-полимераз, рибосом, факторов транскрипции и трансляции, белковых факторов сплайсинга, ферментов, осуществляющих посттрансляционные модификации полипептидов, и т.п.), и чаще всего они не могут эффективно функционировать в гетерологичном генетическом окружении. Очевидно, что при конструировании высокоэффективных экспрессирующих векторов необходимо, прежде всего, учитывать особенности структуры регуляторной части рекомбинантного гена, исходя из того, в каких генетических условиях клонированный ген будет экспрессироваться. Однако не только регуляторные последовательности генов являются препятствием для высокоэффективной экспрессии чужеродных рекомбинантных генов. Как уже было отмечено, структурные части генов про- и эукариот фундаментально отличаются друг от друга по наличию у последних внутри генов интронов. Следовательно, гены эукариот не могут эффективно экспрессироваться в бактериальных клетках, поскольку у прокариот отсутствуют соответствующие системы сплайсинга. Кроме того, у предшественников эукариотических мРНК не может осуществиться в бактериальных клетках и правильный процессинг 3 - и 5 -концевых некодирующих последовательностей. Даже такой [c.106]

В чем же причина такого аномального поведения рекомбинантных эукариотических белков в бактериальных клетках Для поддержания белков в растворимом состоянии в клетках эукариот реализуются три основных механизма компартментализация продуктов трансляции, белок-белковые взаимодействия и посттрансляционные модификации. Образующиеся в эндоплазмати-ческом ретикулуме полипептидные цепи не распределяются хаотически в цитоплазме эукариотических клеток, но последовательно переходят через ряд компартментов, где претерпевают посттрансляционные модификации. При этом внутренние условия отдельных компартментов могут существенно различаться. Так, молекулы инсулина накапливаются in vivo в секреторных гранулах, pH в которых составляет 4,5-5,5, в то время как pH цитоплазмы бактериальных клеток приближается к 7,8. В этих условиях инсулин лишь слабо растворим. Многие гидрофобные эукариотические белки не существуют в растворимой форме в отсутствие фосфолипидов мембран. Белки молока являются интегральной частью мицелл, стабилизированных ионами Са2+. [c.120]

Несмотря на определенные успехи в получении нативных рекомбинантных эукариотических белков в бактериальных клетках, эти системы экспрессии эукариотических генов в настоящее йремя еще далеки от совершенства. По-прежнему остается открытым вопрос о посттрансляционных модификациях рекомби- [c.123]

Смотреть страницы где упоминается термин Белки посттрансляционные модификации: [c.624] [c.546] [c.533] [c.412] [c.370] [c.469] [c.377] [c.943] [c.310] [c.29] [c.332] [c.347] [c.117] [c.243] [c.256] [c.332] [c.45] [c.354] [c.29] [c.36]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология