Сигнальные протеазы

Не составляют исключения и амидгидролазы. Предшественники обычно содержат на N-конце полипептидной цепи так называемую сигнальную последовательность, состоящую из 15-30 аминокислотных остатков (см. обзор [22001). Эта последовательность в различных белках не имеет практически никакой гомологии, однако в ней можно выделить три участка п - участок, включающий различные остатки, но в целом характеризующийся положительным зарядом, h -участок (около 10-30 остатков) богат гидрофобными аминокислотными остатками и образует гидрофобный кор и с - участок, обычно незаряженный, но включающий полярные остатки. Собственно участок, расщепляемый сигнальными протеазами структурно соответствует так называемому правилу "-1,-3 , согласно которому в положении -1 находится преимущественно Ala, а в положении -3 нет ароматических или заряженных остатков [18541. [c.206]

Рис. 8-30. Импорт белков из цитозоля в межмембранное пространство митохондрий или внутреннюю мембрану требует многих сигналов. Вначале белок переносится в пространство матрикса, как это показано на рис. 8-29. Однако при отрезании сигнального пентила, использованного для первичного переноса, обнажается смежный гидрофобный сигнальный пептид на новом N-конце. Этот сигнал вызывает встраивание белка во внутреннюю мембран таким же образом, каким в нее встраиваются белки, кодируемые митохондриальным геномом (А.) Этот механизм предположительно сходен с тем, который бактериальные предки митохондрий использовали для встраивания белков в плазматическую мембрану, и, как полагают, напоминают механизм встраивания белков в ЭР. Для транспорта белков в межмембранное пространство требуется еще третья стадия, на которой протеаза с активным пентром. обращенным в трансмембранное пространство, отрезает белок от его трансмембранного сигнального пептида, находящегося во внутренней мембране (Б). Путь, изображенный на рис. (А), может быть использован и для переноса белков

B. Частичная чувствительность белка к протеазе (рис. 8-10, дорожка 6) показывает, что часть молекулы белка остается на наружной поверхности микросом. Вместе с данными об отщеплении сигнального пептида и присоединения К-связываемых сахаров этот результат доказывает, что белок пронизывает мембрану. Таким образом, белок погружен в мембрану только частично и в основном заякорен в ней своим сегментом конца переноса . [c.373]

А. Модифицированные С-белки, в которых сегменты, пронизывающие мембрану, содержат 12, 8 или О аминокислотных остатков, не доходят до плазматической мембраны (табл. 8-4). Присутствие олигосахаридов указывает на то, что каждый из этих белков погружен в мембрану ЭР. Этого следовало ожидать, поскольку сигнальный пептид остался без изменений. Наличие короткого С-концевого домена у тех белков, сегменты которых состоят из 12 или 8 аминокислотных остатков, показывает, что эти белки закреплены в мембране почти как нормальный О-белок. Напротив, полная устойчивость к протеазе О-белка, у которого трансмембранный сегмент отсутствует, доказывает, что белок полностью прошел через мембрану ЭР и находится в просвете ЭР. Таким образом, О-белки с сегментами из 12 и 8 аминокислотных остатков удерживаются во внутреннем слое мембраны, а С-белок без этого сегмента локализован в просвете ЭР. [c.378]

Многие белки синтезируются на рибосомах, расположенных в цитозоле, и освобождаются в цитозоль. Другие белки, предназначенные для включения в клеточные органеллы или для секреции, синтезируются на рибосомах, связанных с шероховатым эндоплазматическим ретикулумом. Синтез таких белков начинается в цитозоле с образования короткого гидрофобного сигнального пептида. При участии специальных белков рибосома прикрепляется к мембране ретикулума таким образом, что сигнальный пептид своей К-концевой частью оказывается в полости ретикулума (рис. 7.24). Затем трансляция продолжается, сигнальный пептид дорастает примерно до 20 аминокислотных остатков, после чего отщепляется специфической протеазой, а пептидная цепь белка растет и после завершения синтеза оказывается в полости ретикулума. В образовании правильной пространственной структуры в процессе переноса белка через мембрану участвуют шапероны. Затем в пластинчатом комплексе эти белки включаются в везикулы, из [c.222]

Многие ГТ.ф. прочно ассоциированы с клеточньаш мембранами и поэтому действуют только на определенные белки (т. наз. компартментализация). К шш относят, напр., сигнальные протеазы, участвующие в транспорте белков во внеклеточное пространство. В зависимости от локализации фермента протеолиз происходит при разл. pH. Так, П. ф. желудка (напр., пепсин, гастриксин) функционируют при pH [c.113]

Удлиненные, так называемые сигнальные пептиды, содержащие около 15 преимущественно гидрофобных аминокислотных остатков, обнаружены в предшественниках некоторых легких цепей иммуноглобулина [134, 150, 151], в пропаратироидальном гормоне [152] и различных белках поджелудочной железы [153] (рис. 4.5). Поскольку сигнальный пептид появляется от рибосомы, можно предполагать, что он прикреплен к микросомной мембране это первый шаг в последовательности стадий, приводящих к переносу возникающей цепи через мембрану. В процессе или непосредственно после переноса сигнальная последовательность отделяется с помощью присоединенной к мембране протеазы. [c.77]

Транспорт некоторых белков-предшественников в межмембранное пространство митохондрий начинается с их переноса в матрикс (рис. 8-29). Однако за N-концевым сигнальным пептидом, инициирующим этот перенос, расположена очень сильно гидрофобная аминокислотная последовательность. Как только сигнальный пептид отщепляется матриксной протеазой, эта гидрофобная последовательность начинает, в свою очередь, выполнять роль сигнального пептида для обратного встраивания данного белка во внутреннюю мембрану. Вероятно, этот перенос происходит с помощью механизма, сходного с механизмом встраивания белков в мембрану ЭР. Аналогичный способ используется и для встраивания во внутреннюю мембрану митохондрий белков, кодируемых митохондриальным геномом (рис. 8-30, А). [c.32]

В соответствии с сигнальной гипотезой секреторный белок в процессе его синтеза in vitro должен проникать в полость микросом. Чтобы убедиться в этом, применили протеазную обработку. Оказалось, что вновь синтезированный белок, образованный в отсутствие микросом, при добавлении протеазы деградирует. Тот же белок, синтезированный в присутствии микросом, остается интактным благодаря защите микросомной мембраны. Когда в бесклеточной системе транслировали белки, лишенные сигнального пептида, эти белки не попадали в микроеомы и поэтому оставались чувствительными к протеазной обработке. [c.44]

Наиболее радикальная модификация, которой подвергаются белки перед секрецией, происходит в последнюю очередь. Многие полипептидные гормоны и нейропептиды синтезируются в форме неактивного белка-предшественника, из которого затем в результате протеолиза образуется активная молекула. Полагают, что это расщепление начинается в транс-сети Голъджи и продолжается в секреторных пузырьках. Сначала связанная с мембраной протеаза расщепляет белок по связям основных аминокислот (Lys-Arg, Lys-Lys, Arg-Lys, или Arg-Arg), после чего происходит окончательная доделка секретируемого продукта (рис. 8-66). В простейшем случае полипептид часто имеет только один N-концевой про-участок, который отщепляется с образованием зрелого белка незадолго до секреции. Следовательно, такие белки синтезируются в виде пре-про-белков, у которых пре-часть является сигнальным пептидом ЭР, удаляемым в шероховатом ЭР. В более сложном случае пептидные молекулы синтезируются в виде полипротеинов, содержащих множество копий одной и той же аминокислотной последовательности (см. рис. 8-66). И наконец, в клетке существуют пептиды, выступающие в роли предшественников для множества различных конечных продуктов. Эти конечные продукты по одному отщепляются от исходной полипептидной цепи. В разных типах клеток одни и те же полипротеины могут расщепляться, различным образом, увеличивая тем самым разнообразие молекул, участвующих в химической передаче сигнала между клетками. [c.64]

Поскольку главная функция комплемента - атака на мембраньг микробных клеток, его активация в основном происходит на клеточной мембране микроорганизма, где она запускается либо антителом, связавшимся с микробной клеткой, либо полисахаридами ее оболочки. В обоих случаях активируются ранние комноненты комплемента. Существуют два набора ранних компонентов, принадлежащие двум разным путям активации комплемента С1, С2 и С4 относятся к классическому пути, который приводится в действие связыванием антитела фактор В и фактор В относятся к альтернативному пути, который запускается микробными полисахаридами. Ранние компоненты обоих путей действуют в конце концов на СЗ - наиболее важный компонент комплемента (рис. 18-40). Ранние компоненты и СЗ - проферменты, последовательно активируемые путем ограниченного протеолиза. Когда какой-либо из них специфическим образом расщепляется, он становится активной сериновой протеазой. способной расщеплять следующий профермент, и т. д. Многие из этих актов протеолиза приводят к отделению малого пептидного фрагмента и обнажению участка связывания с мембраной на большом фрагменте. Большой фрагмент прочно присоединяется к мембране клетки-мишени с помощью этого участка и способствует протеканию следующего этапа в цепи реакций. Таким образом, процесс активации комплемента ограничен главным образом той клеточной поверхностью, где он начался. Малый фрагмент нередко действует независимо - как способная к диффузии сигнальная молекула, стимулирующая воспалительную реакцию (разд. 18.5.4). [c.254]

Простое механическое повреждение растений может вызвать синтез белков, ингибирующих протеазы как насекомых, так и микроорганизмов (ингибиторы протеаз). Полагают, что подобная нормальная защитная реакпия может локально индупироваться небольшими фрагментами полисахаридов, входящих в состав пектина, и высвобождающихся при повреждении. Но-видимому, существуют и пока не идентифицированные сигнальные механизмы, действующие на расстоянии, поскольку листья, удаленные от поврежденного листа, также начинают продуцировать ингиторы протеаз. [c.410]

Естественный гидрофобный участок молекулы NA достаточно вытянут для того, чтобы проткнуть липидный бислой вируса ИЛИ клетки. Он расположен возле N-конца и состоит из 29 остатков,. 18 из которых гидрофобные, а 11 — нейтральные и незаряженные. Только на основании информации о последовательности было сделано оригинальное предположение, что NA вставлена в мембрану своим N-концом [74] это подтверждено сейчас исследованиями последовательности белка в интактных и расш епленных протеазой молекулах- головках [30]. Таким образом, NA ориентировочно, похожа на два других гликопротеида — аминопептидазу краевой щеточки кишечника и изомальтазу [39, 165] — по наличию растянутой сигнальной последовательности [27, 78], которая не расщепляется и не только переносит белок через мембрану, но и остается в бислое, закрепляя белок. Данные по секвенированию белка указывают также на то, что N-терминальный метионин не удален [30]. Это обстоятельство представляет собой необычное явление. [c.51]

Общий принцип синтеза всех достаточно изученных НП состоит в образовании относительно больших пептидов-предшественников, из которых после завершения трансляции выщеп-ляются протеазами соответствующие НП. Как правило, в состав пептида-предшественника входит одна или большее число последовательностей НП (иногда весьма различных по структуре) и так называемая сигнальная последовательность, способствующая мифации предшественника внутри клетки после завершения фансляции в шероховатой эндоплазматической сети (первые несколько минут) и отщепляемая в конце этой части пути. Многие пептиды-предшественники образуют промежуточное соединение с гликозидами, которые тоже оказьгаают стабилизирующее действие на некоторых стадиях процессинга и влияют на выбор мест атаки протеиназами. [c.315]

Одной из основных целей генно-инженерных работ на бациллах является создание векторов, способных экспрессировать чужеродные гены и секретировать в окружающую среду продукты этих генов. С этой целью чужеродный ген помещают за участком ДНК, кодирующим сигнальную последовательность хорошо экспрессируемого и секретируемого бациллярного белка. Наглядными примерами такого подхода служат работы по секреции человеческого интерферона а2 под контролем регуляторных элементов и сигнального пептида а-амилазы или человеческого -интерферона под контролем промотора и регуляторной области нейтральной протеазы Вас. amyloliquefa iens (см. гл. 4). Во всех случаях наблюдается секреция чужеродных белков в среду, причем отщепление сигнального пептида осуществляется точно перед чужеродным белком. Из этого следует, что фермент сигнальная пептидаза узнает последовательности сиг- [c.173]

Группой японских авторов описана бациллярная система экспрессии и секреции -интерферона. Клонирование проведено в Вас. subtilis на плазмиде, содержащей регуляторную область и сигнальный пептид гена нейтральной протеазы Вас. amyloliquefa iens. Уровень продукции достигал 10 ед/л, причем 80% активности секретировалось в среду. [c.200]

Б. Если судить по трем критериям (защищенность от действия протеазы, наличие связанных сахаров и отщепляемого сигнального пептида), этот белок переносится через микросомную мембрану. 1) Белок полностью чувствителен к протеазе в присутствии детергента (рис. 8-10, дорожка 7), но только частично чувствителен к протеазе в отсутствие детергента (рис. 8-10, дорожка 6). Таким образом, белок частично защищен от протеазы в присутствии микросом. 2) Скорость миграции белка возрастает после обработки его эндогликозидазой Н (рис. 8-10, ф. дорожки [c.373]

По мере продолжения трансляции за участок расщепления протеазой образуется гидрофобная сигнальная последовательность , которая, возможно, взаимодействует с небольшим клеточным рибонуклеопротеиновым комплексом. Предполагают, что при этом облегчается связывание некоторых клеточных [c.353]

ЭТОЙ протеазы клонировали в Е. oli, и был продемонстрирован синтез и образование внеклеточного активного фермента в данной гетерологичной системе. Зрелый фермент имеет молекулярную массу 106 кДа, но первоначально он синтезируется в виде предшественника массой 169 кДа. Предшественник содержит три функциональных домена N-концевой лидер, который обеспечивает транспорт белка через плазматическую мембрану, собственно протеа-зу и С-концевой домен-помощник, необходимый для прохождения макромолекулы через внешнюю мембрану. N-концевой лидер (сигнальный пептид) отщепляется в процессе секреции белка-предшественника через плазматическую мембрану в периплазматическое пространство (рис. 2.48). После этого С-концевой домен-по-мощник выполняет роль поры (белка порина) [c.131]

Данный механизм самостоятельной экскреции белков из грамотрицательных бактерий, по-видимому, является общим, поскольку для се-риновой протеазы Serratia mar es ens, секрети-рующейся и из клеток Е. соИ, первоначально синтезируется предшественник, имеющий N-концевой сигнальный пептид и С-концевую последовательность, отсутствующие в зрелой форме внеклеточного фермента. [c.131]

Более просто организованная система секреции белков через плазматическую мембрану вполне может быть смоделирована в эксперименте. Данный подход представляет значительный интерес для биотехнологии, так как заманчиво методами генетической инженерии создавать гибридные гены, которые обусловливали бы секрецию чужеродньк белков из цитоплазмы клетки. Большинство эукариотических белков, синтезируемых в генно-инженерно сконструированных штаммах Е. соИ, сохраняют N-koh-цевой метионин и тем самым отличаются от природных форм этих белков. Преодолеть данное затруднение можно, состыковав кодирующие последовательности зрелой формы изучаемого белка и какого-либо сигнального пептида Е. oli. При правильном процессинге синтезируемого химерного белка в Е. соИ будет образовываться полноценный эукариотический полипептид. Более того, секреция может защитить чужеродный белок от многочисленных протеаз цитоплазмы клетки и за счет этого повысить уровень его синтеза штаммом-продуцентом. [c.132]

Смотреть страницы где упоминается термин Сигнальные протеазы: [c.314] [c.172] [c.144] [c.469] [c.320] [c.320] [c.30] [c.34] [c.64] [c.165] [c.57] [c.165] [c.146] [c.113] [c.354] [c.250] [c.255] [c.256] [c.257] [c.320] [c.30] [c.64] [c.254] [c.410]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология