Белки аномальные, деградация

Механизм узнавания аномальных или нефункциональных белков неизвестен, скорее всего, важную роль в нем играют особенности третичной структуры белков, и замена даже одной аминокислоты сильно снижает устойчивость белка к внутриклеточному прогеолизу. Последнее обстоятельство может существенно мешать получению микроорганизмов-сверхпродуцентов, у которых повышенное образование целевого продукта обусловлено мутациями по соответствующим ферментам. Такие ферменты будут восприниматься системой узнавания как аномальные и подвергаться протеолизу, что тормозит биосинтетические процессы, а иногда и рост микроорганизма. Специфический (АТР зависимый) протеолиз может дополнять регуляцию по механизму катаболитной репрессии. Например, у некоторых дрожжей глюкоза не только репрессирует синтез определенных ферментов (малатдегидрогена-зы, ФЕП-карбоксилазы), но и стимулирует их протеолитическую деградацию, по-видимому, за счет индукции или активации соответствующей протеи назы. Решающую роль играет протеолиз в так называемой 808-регуляции, т. е. активации 808-регулона, включающего около 20 генов, которые индуцируются в ответ на некото- [c.91]

Можно считать установленным, что микроорганизмы имеют две системы общей деградации собственных белков. Одна из них активируется в условиях голодания и, видимо, не требует для функционирования затрат метаболической энергии. Другая, постоянно действующая система белковой деградации, служит для гидролиза аномальных белков, которые появляются в результате мутаций или ошибок биосинтеза, а также белков, играющих важную регуляторную функцию, время существования которых должно быть ограничено. Деятельность этой системы подавляется такими энергетическими ингибиторами, как цианиды или азиды. По-видимому, каждая из систем имеет свой набор протео-литических ферментов. Так, некоторые ингибиторы протеиназ подавляют протеолиз в условиях голодания, но не влияют на деградацию аномальных белков. [c.50]

Как было упомянуто выше, у микроорганизмов существует постоянно действующая система деградации аномальных белков. Такие белки появляются в клетке в результате мутаций, ошибок биосинтеза (преждевременная терминация, замены аминокислот, включение аналогов) или посттрансляционных повреждений (ограниченный протеолиз). Следовательно, аномальные белки отличаются от нормальных клеточных белков размером и аминокислотным составом. Предполагают, что возникающие при этом изменения в третичной структуре и появление гидрофобных участков на поверхности белковых молекул повышают их чувствительность к действию специфических протеиназ. [c.52]

Установлено, что множественные мутанты по пептидазам в процессе роста на минимальных средах накапливают гетерогенную смесь небольших пептидов, которые образуются из внутриклеточных белков под действием протеиназ. В настоящее время не известно, как осуществляется регуляция действия пептидаз и как она связана с активностью ферментов, осуществляющих начальные этапы деградации белков. Но такая связь, вероятно, существует, на что указывает замедленное разрушение аномальных белков, содержащих аналоги аминокислот, в клетках мутантов, дефектных по пептидазам. [c.57]

Рпс. 5,3. Два примера аномального поведения гибридных белков. Фрагмент кДНК Antennapedia был встроен в вектор Xgtll в двух разных рамках считывания. Самый большой по размеру из мажорных продуктов (дорожка 1) синтезируется при считывании с неправильной рамкой, но вследствие чрезвычайно высокого содержания G в ДНК и пролина в белке образующийся продукт обладает такой же подвижностью, как продукт, кодируемый правильной рамкой считывания черная стрелка, дорожка 1). Вторая рамка считывания (дорожка 2) правильная, и размер ее мажорного продукта (дорожка 2, черная стрелка) также соответствует заранее рассчитанному. Однако этот белок не является полноразмерным гибридным белком. Минорный продукт большего размера (дорожка 2, светлая стрелка) выявляется при окрашивании с использованием антител к -галактозидазе (данные не представлены) и антител к С-концевому участку белка (данные не приведены). Высокое содержание пролина в гибридном белке приводит к увеличению кажущейся молекулярной массы на 10—15 кДа. Этим объясняется ошибочный вывод о том, что обладающий низкой подвижностью продукт деградации является полноразмерным белком. [c.146]

Белки, содержащие аналоги аминокислот, такие, как 7-азат-риптофан (аналог триптофана), -канаванин (аналог аргинина), -фторфенилаланин (аналог фенилаланина) и др. деградируют примерно в 20 раз быстрее нормальных. При встраивании аналогов некоторые обычно растворимые белки, например -галакто-зидаза, агрегируют, образуя гранулы. Возможно, что такая агрегация аномальных белков способствует их распознаванию клеточной системой деградации. [c.52]

Протеиназа La играет важную роль в координации процессов репликации ДНК и деления клетки. Она контролирует стабильность белка-ингибитора клеточного деления — продукта гена sulA, который индуцируется при воздействиях, подавляющих синтез ДНК и вызывающих SOS-реакцию (см. ниже). Время полураспада этого белка в клетках штаммов дикого типа составляет 1,2 мин, а в клетках мутантов Lon — 19 мин. Таким образом, кроме общего гидролиза аномальных белков протеиназа La может осуществлять специфическую деградацию некоторых нативных клеточных белков. [c.54]

У температурно-чувствительных мутантов по гену htpR повышение температуры не сопровождается индукцйей белков теплового шока. Кроме того, как было отмечено, у них нарушена деградация аномальных белков. Причины этого дефекта стали понятны, когда выяснилось, что протеиназа La также относится к белкам теплового шока, а выражение гена Ion регулируется [c.54]

Протеолиз играет особенно важную роль в процессах клеточной дифференцировки, о чем, например, свидетельствует утрата способности к спорообразованию при дефекте синтеза протеиназ. Возможны два основных типа протеолиза ЛТР-независимый и АТР-зависимый. Первый активируется в условиях голодания и не требует затраты энергии второй действует постоянно и весьма избирательно. В эти системы, вероятно, включаются разные ферменты, так как некоторые ингибиторы протеиназ подавляют первый процесс и не влияют на второй. АТР-зависимый протеолиз, по-видимому, включает стадию узнавания аномального белка и введение в него метки, которой является специальный белковый агент — убихитин, после чего меченый белок подвергается деградации протеиназами. [c.91]

Л. Симон с сотрудниками обнаружили (1978 г), что при инфекции Е. соИ фагами Т4, Т5 и Т7 происходит подавление деградации в клетках фрагментов белков и аномальных белков. Нормальные белки клетки при этом расщепляются с прежней сшростью. Дальнейшие исследования позволили локализовать тен 49.1 фага Т4, ответственный за этот эффект (обозначен pin — от proteolysis inhibition), и проклонировать его в составе векторных плазмид Е. соИ (1983 г). Показано, что продукт гена pin ингибирует протеазу La клеток Е. соИ. Поэтому введение в Е. соИ гибридных плазмид, несущих фаговый ген pin, приводит к стабилизации, а следовательно, и к повышению выхода чужеродных белков. [c.154]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология