АТРазы субъединицы

Вернемся к переносу натрия в организме (коже) лягушки. Этот процесс включает несколько стадий. Эпителий кожи состоит из трех слоев клеток. Мембраны этих клеток, обращенные во внешний раствор, проницаемы для ионов натрия. На внутренней стороне этих клеток в мембраны встроены молекулы Na+,K -АТРазы, которые активируются ионами натрия и калия в присутствии ионов магния. Этот фермент состоит из двух субъединиц, из которых а имеет молекулярную массу больше 100 ООО и р — 50 ООО. С помощью этого фермента ионы натрия из наружной среды обмениваются на ионы калия, находящиеся внутри, при сохранении электронейтральности растворов (потоки Na" и одинаковы по абсолютной величине и противоположны по направлению). [c.230]

На следующем этапе центр переходит в состояние 3, где за счет энергозависимой структурной перестройки происходит ослабление прочной связи молекулы АТР с центром и выход ее наружу. На освободившееся место приходят из раствора новые молекулы ADP и Р. Описанные перестройки носят кооперативный характер и затрагивают состояние всех трех каталитических центров р-субъединиц комплекса Fi. Поскольку весь цикл включает три этапа, а в Н+-АТРазе имеется 3 субъединицы, то после каждого структурного перехода в растворе появляется новая молекула АТР. [c.224]

Трехмерная структура с разрешением 20 A не позволяет установить взаимное расположение а- и (3-субъединиц в протомере. В таком случае для изучения субъединичной топографии может быть применен подход, состоящий в раздельном изучении пространственной структуры субъединиц и их сопоставлении со структурой молекулы фермента. С этой целью была выделена р-субъединица Na+, К" -АТРазы и получены двухмерные кристаллы белка. Аналогично случаю полного фермента используемый препарат представляет собой мембранные фрагменты, содержащие р-субъединицу в качестве единственного белка. Медленное охлаждение суспензии таких мембран до 4° в присутствии ионов Mg + или приводит к формированию двухмерных кристаллов (рис. 1.53). [c.198]

I, II и III оксидазы цитохрома с, субъединицы 6 АТРазы, цитохрома Ь и девяти других пока неизвестных белков. В про- [c.146]

Факторы трансляции Субъединицы цитохром-оксидазы Субъединицы АТРазы Субъединицы NADH-дe-гидрогеназы [c.217]

Рассмотренные выше факты привели к концепции, предполагающей, что ( а++К+)-зависимая АТРаза и является, по существу, мембранным ионным нашсом. Для активации фер ментной системы ионы К+ и №+ должны находиться по разные стороны от мембраны. Вместе с тем очищенный фермент должен гидролизовать АТР в пробирке в присутствии Na++K++Mg2+. Этот бетокудалосьвыделитьвочищенном виде [53—56]. При гель-электрофорезе в присутствии додецилсульфата натрия очищенная (На++К+)-зависимая АТРаза разделяется на две субъединицы. Большая из них представляет собой полипептидную цепь с мол. весом - 95 000—100 000, а меньшая является гликопротеидом с мол. весом 50 000. Антитела к изолированной большой субъединице связываются с фрагментами мембран, принадлежащими, по-видимому, участкам внутренней поверхности плазматической мембраны [57]. Логично предположить, что гликопротеидная субъединица фермента расположена на наружной поверхности мембраны. [c.362]

Выделение и последующая характеристика молекул служат предпосылкой к пониманию молекулярного механизма данного процесса. Что же представляет собой Ыа+, К+-АТРаза Выяснилось, что она состоит из двух субъединиц с М 95 ООО и 45 000 (гликопротеин). Большая цепь, представляющая каталитическую субъединицу, была клонирована, определена ее первичная структура. Фермент Ыа+, К+-АТРаза имеет М 250000. В ходе гидролиза АТР компоненты фермента кратковременно фосфорилируются и осциллируют между несколькими конфор- [c.172]

Рис. 17-16. Структура Р р1-АТРазы (АТР-синтетазы). А. Впервые F Fi-ATPa3a была обнаружена в виде грибовидных выростов на внут-решей поверхности митохондриальной мембраны (их можно видеть здесь на электронной микрофотографии). Б. Модель F Fi-ATPa-зы, показывающая возможное расположение ее субъединиц. Б. Кристаллы Fi-компонента комплекса из митохондрий печени крысы.

В табл. 22.4 приведены комплексы, содержащие белки, синтезированные в митохондриях дрожжей. АТРаза состоит из двух частей мембранного фактора, образуемого двумя или более субъединицами, кодируемых митохондриальным геномом, и растворимой АТРазы F1, состоящей примерно из пяти субъединиц, синтезируемых в цитоплазме. Цитохром-с—оксидаза также состоит из субъединиц, происходящих из обоих источников. В состав комплекса цитохромов Ьс входит один белок митохондриального происхождения, связанный с щестью субъеди- ницами цитоплазматического происхождения. Малая субъединица рибосомы включает в себя один белок (Уаг 1), кодируемый митохондриальными генами. Были получены мутации, позволяющие идентифицировать почти все митохондриальные гены. [c.284]

Остальные гены, по всей вероятности, непрерывны. Им соответствуют две другие кодируемые митохондриальными генами субъединицы цитохром-оксидазы, субъединица (субъединицы) АТРазы и (в случае vari) рибосомный белок митохондрий. [c.285]

Обнаружена значительная гомология в строении полных нуклеотидных последовательностей митохондриальных геномов человека и мыши. Карта митохондриального генома человека приведена на рис. 22.3. На ней имеется 13 областей, которые потенциально могут кодировать белки. К ним относятся области, кодирующие цитохром Ь, три обычные субъединицы цитохром-ок-сидазы и одну из субъединиц АТРазы. Остальные рамки считывания обозначены как URF [от англ. unidentified reading /rames-неидентифицированные рамки считывания (НРС)] функции кодируемых ими белков пока не известны. [c.286]

После того как (Ка + К" )-АТРаза была получена в чистом виде, выяснилось, что она состоит из двух субъединиц - большой (длиной около 1000 аминокислотных остатков) трансмембранной, пересекающей бислой несколько раз и обладающей каталитической активностью, и ассоциированного с ней более мелкого глико протеина. Первая субъединица имеет участки связывания для Ка и АТР на цитоплазматической стороне, а для К" и уабаина на наружной. Кроме того, она обратимо фосфорилируется и дефосфорилируется. Функция гликопротеина неизвестна. Работающий натриево-калиевый насос можно реконструировать из очищенного комплекса АТРазу солюбилизируют в детергенте, очищают и смешивают с соответствующими фосфолипидами. После удаления детергента образуются мембранные пузырьки, которые в присутствии АТР качают Ка" и К" в противоположных направлениях (см. рис. 6-21). [c.386]

Кристаллизация мембранных белков может быть реализована в том случае, когда белок удается очистить до гомогенного состояния без солюбилизации содержащих его мембран в детергентах. Именно к таким белкам относится Ыа" , К+-АТРаза наружного мозгового слоя почек млекопитающих, в частности свиньи. Этот фермент, являющийся натриевым насосом клетки и обеспечивающий создание трансмембранного градиента концентраций ионов натрия и калия, состоит из двух типов субъединиц а и (3, присутствующих в эквимолярных коли- [c.175]

Аналогичное исследование было проведено также для р-субъеди-ницы На+, К+-АТРазы [585]. (3-Субъединица, как и сам фермент, может быть также получена в виде изолированных мембранных фрагментов. Двухмерные кристаллы формировались при медленном (О, I град/ч) ох- [c.179]

Рис. 1.53. Профильтрованные изображения кристаллов Э-субъединицы Ка , К -АТРазы, полученных в присутствии ионов a2+(a)иMg2- (б)

Рис. 1.67. Трехмерная модель элементарной ячейки. Mg -фopмы кристалла 13-субъединицы На , К -АТРазы

Используя приведенные выше данные, можно провести сравнение пространственных структур ряда функционально неродственных белков, таких, как, например, Ка , К+-АТРаза почек, белок быстрых натриевых каналов и аденилатциклаза мозга. Их объединяет то, что все они относятся к интегральным мембранным белкам и выполняемые ими функции имеют трансмембранный характер перенос веществ или передача химических сигналов. По-видимому, благодаря этому их пространственная организация имеет ряд общих особенностей. Все они содержат в своем составе гидрофобный сегмент, локализованный в средней части молекулы. Значительные части полипептидной цепи экспонированы на обеих мембранных поверхностях. Причем в некоторых случаях, таких, как, например, аденилатциклаза, одна полипептидная цепь образует три последовательно расположенных домена надмембранный, мембранный и внутриклеточный. В других, — например, Ка" , К -АТРаза, внутриклеточный домен образован а-субъе-диницей, тогда как Р-субъединица экспонирована практически целиком на внешней мембранной поверхности. Аналогичные особенности строения прослеживаются также и для других белков, функции которых имеют трансмембранный характер (ацетилхолиновый рецептор, цитохром-с-оксидаза или цитохром-редуктаза). [c.214]

Обычно существование генетической системы в энергетических органеллах объясняют тем, что некоторые из синтезируемых внутри органеллы белков слишком гидрофобны, чтобы пройти сквозь митохондриальную мембрану извне. Однако изучение АТР-синтетазного комплекса (рис. 9-72) показало, что такое объяснение неправдоподобно. Хотя отдельные белковые субъединицы АТР-синтетазы весьма консервативны в ходе эволюции, места их синтеза изменяются. В хлоропластах несколько довольно гидрофильных белков, в том числе четьфе из пяти субъединиц р1-АТРазной части комплекса, образуются на рибосомах внутри органеллы. Напротив, у гриба Меигозрога и в животных клетках весьма гидрофобный компонент (субъединица 9) мембранной части АТРазы синтезируется на рибосомах цитоплазмы и лишь после этого переходит в органеллу. Различную локализацию генов, кодирующих субъединицы функционально эквивалентных белков у разных организмов (рис. 9-72), трудно объяснить с помощью какой бы то ни было гипотезы, постулирующей определенные эволюционные преимущества современных генетических систем митохондрий и хлоропластов. [c.68]

Аллостерическая активация кальмодулина кальцием аналогична активации протеинкиназы циклическим АМР. При изучении киназы фосфорилазы было обнаружено, что кальмодулин является регуляторной субъединицей, постоянно входящей в состав этого фермента (рис. 13-31). Но в большинстве случаев присоединение Са ведет к тому, что ранее свободный кальмодулин связывается в клетке с различными белками-мишенями (рис. 13-33). Например, кальций-зависимая активация фосфодиэстеразы циклических нуклеотидов, аденилатциклазы и некоторых мембранных Са -АТРаз происходит в результате связывания комплекса Са -кальмодулин с регуляторной субъединицей каждого из этих ферментов. Таким образом, реакция клетки-мишени на увеличение концентрации свободных ионов Са в цитозоле зависит от того, какие кальмодулин-связывающие белки имеются в данной клетке. Поскольку кальмодулин может принимать несколько различных конформаций (в зависимости от числа связанных ионов кальция), не исключено, что разные конформации взаимодействуют с разными клеточными белками. Таким путем кальмодулин мог бы в принципе вызывать различную реакцию клеток при разных концентрациях свободных ионов Са " в цитозоле. [c.276]

Мономер актина представляет собой глобулярный белок (Мг=42 000), который полимеризуется в виде двойной спирали, образуя 1-нить. Эта нить содержит еще два белка — тропомиозин и тропонин (рис. 4.2, В). Тропонин состоит из трех субъединиц ТЫ-Т, ТЫ-1 и ТЫ-С. Тропомиозин и ТЫ-1 — это компоненты, которые в покоящейся мышце препятствуют взаимодействию актина и миозина и, следовательно, активации миози-новой АТРазы. В покоящейся мышце в результате активного транспорта практически все ионы кальция удерживаются в окружающей миофибриллы мембранной структуре, называемой саркоплазматическим ре-тикуломом. После стимуляции нерва, подходящего к [c.64]

Итак, сократительный аппарат можно рассматривать как весьма сложный фермент, в состав которого входят каталитическая субъединица (поперечный мостик тяжелой цепи) и несколько регуляторных субъединиц, одна из которых, ТЫ-С, связывает аллостерический активатор Са +. Связывание Са + приводит к ряду аллостерических переходов, в результате чего активируется АТРаза и саркомер укорачивается на 20—50%. Концентрация Са + регулируется нервными импульсами, вызывающими изменение проницаемости саркоплазматического ретикулума. [c.66]

Fi можно расчленить, не нарушив его каталитической активности. Так, после обработки Fi трипсином получают комплекс, состоящий лишь из а- и р-субъединиц, но сохраняющий некоторую активность. Фотоаффинные аналоги АТР, которые ковалентно связываются с белком после освещения ультрафиолетовым светом, оказываются ассоциированными в основном с р-субъединицей (S heuri h et al., 1978). По-видимому, на этой субъединице расположен активный центр фермента. Минорная 6-субъединица, скорее всего, необходима для связывания Fi с Fo. Существует природный белковый ингибитор АТРазы, который предотвращает гидролиз АТР при низких значениях Ар,н+- [c.150]

Механизм синтеза АТР. Сопряжение диффузии протонов назад через внутреннюю мембрану митохондрии с синтезом АТР осуществляется с помощью АТРазного комплекса, получившего название фактора сопряжения р1. На электронномикроскопических снимках эти факторы выглядят глобулярными образованиями грибовидной формы на внутренней мембране митохондрий, причем их головки выступают в матрикс (см. рис. 4.7). 1 — водорастворимый белок, состоящий из 9 субъединиц пяти различных типов. Белок р1 представляет собой АТРазу и связан с мембраной через другой белковый комплекс Fo, который перешнуровывает мембрану. Fo не проявляет каталитической активности, а служит каналом для транспорта ионов Н через мембрану к [c.159]

У некоторых митохондриальных генов на конце кодирующей последовательности вообще нет стоп-кодона. Примером может служить ген субъединицы 6 АТРазы. В этих случаях при процессинге транскрипта на конце остается или U, или UA. В результате последующего полиаденилирования на З -конце мРНК образуется стоп-кодон UAA. [c.219]

Ка+-К -АТРаза (мол. масса 250 000) участвует в транспорте Na и К через плазматическую мембрану клеток всех эукариот. Очищенный фермент состоит из каталитической субъединицы (мол. масса 95ООО) п глнкопротспднон субъединицы (мол. масса — 50 000), молярное соотношение которых, вероятно, равно 2 1. [c.377]

Основным компонентом элементарных частиц, выступающих на поверхности внутренней мембраны, является комплекс V, или Са + М +-зависимая АТРаза, первоначально названная сопрягающим фактором Рь участие которого требуется для синтеза АТР. Этот холодолабильный комплекс с молекулярной массой 340000 содержит пять типов полипептидных цепей (от каждого по две), обозначаемых как а, р, V, 6 и 8, с молекулярными массами 56 000 52 000, 32 000, 21000 и 11 500 соответственно. На основании поведения фермента при диссоциации предполагается следующее расположение субъединиц [c.447]

Ни одна из отдельных субъединиц не обнаруживает АТРазную активность, но эту активность можно наблюдать прп комбинации субъединиц а и . Изолированный фермент содержит две прочна связанные молекулы ADP на молекулу фермента. Они могут быть удалены с помощью нескольких процедур, включая кратковременную обработку трипсином процедуры не затрагивают гидролитической активности АТРазы, но вызывают утрату АТРсинтетазной активности. Отсюда следует, что та форма F , которая содержит связанный ADP, и есть активная форма фермента в мембране. Судя по нескольким критериям, этот белок претерпевает значительное конформационное изменение при активации мембраны потоком электронов. [c.447]

Связь между протонным насосом, создающим трансмембранный градиент концентрации Н+, и образованием АТР (хемиосмотическая гипотеза Митчелла) активно изучается на самых разнообразных объектах — мутантах водорослей, целых и лопнувших хлоропластах, препаратах субхлоропластных мембран. При этом исследуется влияние сопрягающих факторов и АТРаз, антител, ингибиторов и разобщителей, регуляторов электронного транспорта и т. п. Локализация образования АТР точно еще не установлена. Обнаружены два участка, связанных с фотосистемами I и И, в которых синтез АТР сопряжен с транслокацией протонов. До снх пор не установлена точная стехиометрия процесса фотофосфори-лирования, т. е. отношение ЫАОРН/АТР. Иначе говоря, неизвестно, чему равно отношение АТР/2е- (1,0, 1,33 или 2,0 ), а это очень важное значение, поскольку, получив ответ на этот вопрос, можно узнать, сколько квантов необходимо для фиксации одной молекулы СОг. Значительные успехи достигнуты в изучении структуры АТРазы — 5 белковых субъединиц этого фермента показаны на рис. 8.1. Постепенно выявляются и свойства этих субъединиц — способность к связыванию с мембраной, ингибиторная активность, протонный обмен, связывание фосфатов и т. п. [c.119]

Плотность молекул Са -насоса в мембране саркоплазматического ретикулума очень велика, а именно около 20 ООО в расчете на 1 мкм В сущности, Са -АТРаза составляет более 80% общего количества интегральных белков мембраны и занимает треть ее новерхности. Большая субъединица (100 ьДа) Са-насоса пронизывет мембрану и содержитучасток фосфорилирования как и в ( а"" + К"")-насосе, таким участком является специфическая боковая цепь, представленная остатком аспартата. Еще одна общая черта обоих насосов - это наличие гликопротеина в Са -насосе гликопротеин массой 55 кДа связан с большой субъединицей. [c.312]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология