Белки скорость деградации

Кроме того, необходимо иметь в виду, что конечный уровень содержания конкретных белков в клетке зависит не только от скорости их биосинтеза, но и от скорости внутриклеточной деградации [52]. Поэтому дифференциальная регуляция стабильности белков является важнейшим механизмом, регулирующим экспрессию генов у любого организма. [c.35]

Уровень активного фермента в клетке определяется не только скоростью его синтеза, но и другими факторами. Некоторые ферменты синтезируются в виде каталитически неактивных проферментов, которые далее переходят в активное состояние обычно в результате частичного протеолиза. Наконец, активные ферменты могут деградировать. Эта деградация происходит либо случайно, либо за счет запрограммированного гидролитического расщепления. Таким образом, как и в случае других компонентов клетки, синтез ферментов и их деградация находятся в динамическом равновесии. Результирующий процесс обычно называют обновлением белка [68]. [c.66]

ЧТО модификация ферментов в процессе старения происходит не случайным образом, поскольку это привело бы к появлению набора ферментов с разными свойствами. На первых этапах, по-видимому, происходят совсем незначительные, едва заметные изменения ферментного белка. Интересно отметить, что большая часть вторичных изоферментов, описанных к настоящему времени, обнаружена в эритроцитах [1790]. Эти клетки нетипичны в том отношении, что после их созревания синтеа белка практически прекращается и находящиеся в них белки должны обладать какой-то особой кинетикой продолжения жизни , чтобы обеспечить клеточный метаболизм [3023]. В других тканях скорость деградации ферментов, по-видимому, значительно выше, и используемые методы не позволяют выявить промежуточные формы, которые могут быть идентифицированы как изоферменты. [c.120]

Синтез белков зависит от активности соответствующих генов (транскрипция), устойчивости матричной РНК (у прокариотов полупериод ее жизни составляет несколько минут, а у эукариотов— несколько часов и даже дней), количества и функциональной активности рибосом. Скорость деградации белка определяется прежде всего его природой. Есть белки, которые (благодаря своей структуре или локализации в клетке) могут функционировать в течение нескольких недель и месяцев. Другие оказываются очень хорошими субстратами протеаз и поэтому живут лишь десятки минут или несколько часов. [c.52]

Чтобы оценить период полужизни этих р-галактозидаз, дрожжи выращивали на протяжении нескольких поколений в присутствии радиоактивной аминокислоты. Затем синтез белков блокировали с помощью соответствующего ингибитора. Для определения скорости деградации р-галактозидазы из культуры отбирали пробы в разные моменты времени, проводили очистку р-галактозидазы с помощью специфических антител и измеряли количество радиоактивной р-галактозидазы после гель-электрофореза с детергентом-додецилсульфатом натрия (ДСН). Результаты электрофореза для пробы, отобранной через 5 мин после добавления ингибитора, представлены на рис. 8-2, А. Динамика деградации за весь период отбора проб показана на рис. 8-2, Б. [c.103]

Выделение информационных РНК в значительной степени осложняется их гетерогенностью (из-за обилия типов белков, синтезируемых в клетке) и относительно высокой скоростью распада по сравнению с другими типами РНК. При выделении РНК зачастую происходит существенная деградация информационных РНК это находит свое отражение в разноречивости данных о молекулярном весе этого типа РНК. Разные авторы приводят значения констант седиментации 6—14S, 18S и до 35—40S для информационных РНК из близких природных объектов. [c.40]

В клетках бактерий, растущих при постоянных условиях, за час деградирует 1—2% от общего количества белков. При аминокислотном голодании, недостатке источников азота или углерода и энергии, а также фосфора или серы или некоторых других элементов (калия, марганца) наблюдается повышение уровня протеолиза до 4—5% от общего содержания клеточного белка за час. Следует отметить, что одновременное голодание по нескольким факторам не дает дополнительного увеличения скорости внутриклеточной деградации белка. [c.50]

З-метилгиспщина. В ходе внутриклеточного распада актина и миозина 3-метилгистидин высвобождается и выделяется с мочой. При введении метки крысам или человеку было показано, что экскреция с мочой метилированной аминокислоты служит надежным показателем скорости деградации белка миофибрилл в мышцах. Фракционная скорость распада мышечного белка у пожилых людей мало отличается от этого показателя у молодых, но, поскольку масса мышц при старении уменьшается, снижается и вклад этой ткани в общее возрастное увеличение распада белков в организме. [c.341]

Г. Неправильно. В отличие от синтеза большинства белков, который происходит непрерывно на протяжении интерфазы, синтез гистонов осуществляется главным образом в 8-фазе, когда уровень гистоновой мРНК повышается примерно в 50 раз в результате усиления транскрипции, а также снижения скорости деградации мРНК. [c.394]

Динер и Шнайдер [288] предложили быстрый и удобный однофазный метод выделения РНК из растительных вирусов и ДНК из вируса ЗУ40. Для ВТМ процедура сводится к тому что к 10—20 мг вируса в 1 мл 0,02 М фосфатного буфера, pH 7,0 добавляют 0,5 мл абсолютного этанола, затем смешивают с 1,5 мл раствора, содержащего 1 мл 90%-ного фенола и 0,5 мл этанола при 20 . Смесь выдерживают один час при О и центрифугируют при низкой скорости. Осадок, содержащий РНК, ресуспендируют в фосфатном буфере. Для удаления остаточного фенола РНК дважды осаждают этанолом и центрифугируют при 10 ООО g 10 минут для удаления денатурированного белка. Процесс деградации вирусной частицы до нуклеиновой кислоты занимает около часа и легко контролируется по этапам, В данном случае можно подобрать наименьшую концентрацию фенола при минимальных потерях нуклеиновой кислоты в процессе выделения. [c.164]

Фенотипические признаки клеток разных типов, а также одной и той же клетки в различных условиях зависят от количества и свойств продуцируемых ими структурных, каталитических и регуляторных белков. Регулироваться может какой-то ОДИН или несколько отдельных этапов считывания генетической информации при синтезе белка. У бактерий, например у Е. соН, образование белков регулируется главным образом содержанием мРНК, доступной для трансляции. Дополнительный способ поддержания нужной концентрации клеточных белков состоит в регуляции различных этапов трансляции, а также скорости деградации белков. Эукариотические клетки обладают более сложными механизмами регуляции белкового состава. Содержание мРНК в цитоплазме регулируется не только на уровне инициации транскрипции в ядре, но и на уровне процессинга первичных транскриптов и транспорта зрелых РНК в цитоплазму. Подобно прокариотам, эукариотические клетки тоже могут регулировать как трансляцию, так и скорость транспорта и деградации белков. [c.172]

Наибольший интерес представляют кинетическое описание протяженных кривых ферментативной деградации полимеров и выявление соответствующих кинетических закономерностей. С этим вплотную связана проблема разработки методов оценки биополимеров с точки зрения их атакуемости ферментами, а также в отношении оценки перевариваемости белков протеазами [22—25]. Иэ немногочисленных количественных данных в литературе по ферментативной деградации биополимеров видно, что для них свойственно ингибирование низкомолекулярньши продуктами реакции (см. [22, 26—32]), При этом в большинстве случаев выводы об ингибировании продуктами были сделаны при кинетическом анализе так называемых полных кривых ферментативной деградации биополимера, или протяженных участков кинетических кривых, с помощью известных методов ферментативной кинетики (например, используя интегральную форму уравнения скорости, см. [21]). В ряде случаев не исключена возможность некоторого действия ингибирования продуктами так, в работе [33] выдвинуто и обосновано положение, что формально-кинетический анализ протяженных участков кинетических кривых ферментативной деградации полимеров практически неизбежно приводит к кажущимся эффектам ингибирования продуктами, даже если продукты не связываются с ферментом и ингибирование на самом деле отсутствует. Этот эффект наблюдается для ферментов, реакционная способность которых уменьшается при увеличении степени конверсии полимерного субстрата (за счет уменьшения степени полимеризации субстрата или доли наиболее реакционноспособных (доступных) связей в молекуле полимера). Подобные ферменты составляют подавляющее большинство ферментов-деполимераз (см. табл. 1). [c.30]

Короткие последовательности с Л/-конца белков часто идентифицируют, используя ферментативную деградацию. Промышленность производит несколько аминопептидаз, отличающихся специфичностью. Лейцинаминопептидаза из почек свиньи, как следует из ее названия, гидролизует преимущественно лейцин и сходные аминокислоты с гидрофобными боковыми группами. Несмотря на то, что скорости расщепления, Л/-концевых аминокислот лежат в широких пределах, гидролиз желательно продолжать до конца, за исключением аминокислоты, предшествующей пролину. Вследствие столь широкого изменения скоростей расщепления следует соблюдать осторожность при интерпретации результатов анализа деградации, катализируемой этим ферментом. Чрезвычайно важно отбирать пробы для анализа в течение деградации. Например, при анализе белка с Л/-концевой последовательностью А1а-Ьеи-Ьеи. .. на ранних стадиях деградации выход аланина превышает выход лизина, однако при большом времени гидролиза соотношение меняется на обратное [24]. Другой фермент, выделенный из почек свиньи, ами-нопептидаза М, гораздо менее специфичен и, по-видимому, более пригоден для расщепления белков. [c.271]

Концентрация отдельного фермента зависит от относительных скоростей его синтеза и деградации. В обычных условиях концентрация остается стационарной, но может четко подстраиваться посредством изменения скорости любого из этих процессов. Так, уровень аргиназы в печени крысы в зависимости от содержания белка в диете может изменяться в три раза. При диете с высоким содержанием белка концентрация фермента в течение 14. дней увеличивается вследствие увеличения скорости биосинтеза аргиназы. В течение первых нескольких дней голодания после принятия низкобелковой диеты концентрация аргиназы также увеличивается, но в этом случае в силу замедления разрушения фермента, хотя его синтез продолжается [149]. [c.535]

Оба модифицированных гена участвуют в процессе деградации всех субстратов данного метаболического пути. Поэтому стратегия, использованная для повышения эффективности расщепления 4-этилбензоата, применима и в случае других соединений мутация, приводящая к гиперпродукции Ху18-белка, может усиливать активацию Р -промотора и повышать скорость разрушения субстрата кроме того, можно избирательно модифицировать Р -промотор, чтобы он стал более сильным, сохранив способность взаимодействовать с Ху18-белком. Таким образом, проведенная работа показывает, что вполне реально усовершенствование того или иного катаболического [c.283]

Цитоплазма нейрона находится в постоянном движении. Это движение, называемое аксональным транспортом, осуществляет функциональную связь между телом клетки и ее ядром, с одной стороны, и нервным окончанием, с другой стороны, часто находящемся на расстоянии 1 м и даже более. Аксональный транспорт обусловливает рост и функциональную активность аксона, его регенерацию после очаговых поражений и адаптацию синаптической активности. Различают антеро- и ретроградный аксональный транспорт, так что различные компоненты могут проходить не только от тела клетки к синапсу, но и в обратном направлении. Существует медленный аксональный поток (1— 4 мм/сут), промежуточный (15—50 мм/сут) и быстрый (200— 400 мм/сут). Каждый вид молекул переносится с характерной для него скоростью. Тубулин, субъединицы нейрофиламентов, актин и миозин транспортируются медленно митохондрии с промежуточной скоростью мембранные белки, гликопротеины, гликолипиды, ферменты синтеза медиаторов и медиаторы — быстро. ДНК, РНК н ганглиозиды не транспортируются. Ретроградный транспорт удаляет продукты деградации синапсов, переносит ферменты, а также субстраты, поглощенные пресинаптической мембраной, например фактор роста нервов, токсин столбняка и нейротропные вирусы. [c.316]

Никакой, даже самый примитивный, из известных в настоящее время живых организмов в сколь угодно стабильных внешних условиях не мог бы функционировать, если бы в нем одновременно и несбалансированно протекали. все запрограммированные биохимические процессы - транскрибировались все гены, транслировались все образовавшиеся информационные РНК, шли с нерегулируемой скоростью все присущие этому организму процессы синтеза и деградации низкомолекулярных соединений и биополимеров. Ясно, например, что интенсивность биосинтеза нуклеотидов и незаменимых аминокислот должна быть скоординирована с интенсивностью биосинтеза нуклеиновых кислот и белков, поскольку в противном случае бесполезно растрачивались бы необходимые для производства этих мономеров сырьевые и энергетические ресурсы клеток. На самом деле живые организмы живут в непрерывно меняющихся внешних условиях и должны, кроме того, реагировать на изменения, происходящие в окружающей их среде. Так, появление в среде, на которой выращиваются бактерии, какой-либо дефицитной аминокислоты должно сопровождаться снижением уровня ее биосинтеза клетками. Появление в среде нетипичного источника углерода и энергии должно стимулировать процессы, связанные с доставкой такого вещества в клетки и его усвоением. Даже цростейшие одноклеточные организмы должны располагать регуляторными механизмами, позволяющими в определенном диапазоне нивелировать действие возникающих в окружающей среде неблагоприятных внешних химических и физических факторов, таких, как появление агрессивных химических веществ, повышение температуры, интенсивное УФ-излучение. [c.419]

Изменения активности некоторых белков коррелируются, как правило, с изменениями ряда физических свойств. Так, изменение формы белковой молекулы можно установить по изменению некоторых гидродинамических характеристик (например, коэффициента трения, инкремента вязкости), по изменению светорассеяния, поверхностных свойств, диффузии через полупроницаемые мембраны и скорости седиментации [90]. Изменения термодинамических свойств (энтальпии и энтропии), объема, растворимости, оптического вращения, поглощения в инфракрасной области, дифракции электронов, а также некоторые другие характеристики, приведенные Каузманом [90], используются для Оцейки изменений формы белковых молекул. Большинство этих измерений было проведено па макромолекулах неизвестной структуры, для которых не была установлена последовательность аминокислотных остатков. В настоящее время благодаря усовершенствованию методов деградации белков, аналитического определения Концевых групп, методов разделения и идентификации отдельных фрагментов можно успешно изучать белки с молекулярным весом порядка 20 ООО. Хотя эта работа еще не достигла молекулярного уровня, тем не менее она дает возможность лучше использовать значения физических констант белковой молекулы известной структуры для объяснения механизма взаимодействия фермента с субстратом. Структура такого белка, как фиброин (белковое вещество натурального шелка), в настоящее время хорошо изучена благодаря сравнению рентгенограммы и ИК-спектров нативного волокна с рентгенограммами [35, 38, 108, 140] и ИК-спектрами [168] небольших фрагментов белка известной структуры, полученных при деградации, а также синтетитегаихпмшнептидо [c.386]

Образуя СЗЬ, классический путь автоматически активирует альтернативный путь. Но как этот последний актинируется полисахаридами клеточной оболочки Такая активация обусловлена тем, что из СЗ с низкой скоростью спонтанно образуются СЗЬ-подобные молекулы даже в том случае, когда каскад комплемента не активирован. В отличие от больших скоплений СЗЬ, создающихся при классическом пути, ббльшая часть спонтанно образующихся СЗЬ-подобных молекул связывается поодиночке со случайно оказавшимися поблизости мембранами и. быстро разрушается специфическими белками-нн-габиторами (разд. 17.5.5). Одиако полисахариды клеточной оболочки определенных типов микроорганизмов защищают такие мембраносвязанные СЗЬ-подобные молекулы от деградации в результате некоторые из этих молекул сохраняются н активируют альтернативный путь. [c.48]

Интересные практические применения каталитического действия. электрических зарядов описывались уже ранее в литературе [556, 55в] нетрудно представить себе применение этого метода к большим молекулам природных соединений, а также к эмульсиям и коллоидным реакциям. Химики, работаюшле в области макромолекул, могут найти этот метод полезным также при селективной деградации больших молекул в растворе (если они растворимы в воде) или в пене и эмульсиях (если они, подобно найлону, терилену и другим полиаминокислотам, нерастворимы в воде, но могут быть распределены на границе раздела). Штейн-хардт и Фьюгитт [556], изучая кинетику кислотного гидролиза белков, нашли, что скорость реакции зависит от природы присутствующего аниона. Для гомологического ряда высокомолекулярных сульфоновых кислот скорость оказалась пропорциональной [c.289]

У взрослых животных содержание ферментов в тканях практически не меняется, и их количество определяют по константе скорости реакции нулевого порядка их синтеза и константе скорости реакции первого порядка их распада. Динамическое состояние отдельного белка часто характеризуют скоростью полуобновления, выраженной через период его полужизни для ферментов из печени крысы, органа, исследуемого чаще других, период полужизни колеблется от 0,2 до 150 ч. Корреляция между скоростью полуобновления и функцией фермента или между скоростью полуобновления и субклеточной локализацией фермента, по-видимому, выражена слабо [4122]. Однако исследования показали, что в печени крысы высокомолекулярные полипептиды расщепляются быстрее, чем небольшие молекулы. Из этого правила, однако, имеется много исключений, так что размер фрагмента—-субстрата системы деградации, вероятно, является только одним из факторов, влияющих на скорость катаболизма [1082]. [c.115]

Хольцер [2012] описал несколько протеиназ дрожжей, различающихся по специфичности и механизму действия и, по-видимому, ответственных за внутриклеточную деградацию белков. Были обнаружены пептиды, которые специфически ингибируют эти три фермента [2013]. Указанные протеиназы локализованы в вакуолях и, следовательно, изолированы от своих субстратов. Контроль процессов деградации би,лка может осуществляться в этом случае путем изменения кондентрации ингибиторов протеиназы (через изменение скорости их синтеза или распада) или самих протеиназ. В регуляции времени полуобновления ферментов эти эффекты следует рассматривать как дополнительные к способности субстрата подвергаться превращениям и компартментализации фермента и субстрата. [c.117]

Качественное изменение ситуации в изучении механизмов свертывания белковых цепей наметилось в самом конце 1980-х годов. Оно вызвано открытием нового класса белковых молекул, существование которых мало кто предполагал, во всяком случае, оно представлялось маловероятным. Их функции в жизнедеятельности клеток заключаются в содействии правильной невалентной сборки других белков, не становясь, однако, компонентами их окончательных физиологически активных структур. Белки этого класса получили название молекулярных шаперонов . Открытие шаперонов вместе с известными ранее, но необобщенными и не привлекшими к себе должного внимания данными поколебало, особенно на первых порах, общепринятую точку зрения на принципы структурной организации белковых молекул. Новые факты неизбежно вели к заключению, что существовавшее представление о свертывании полипептидной цепи in vivo как о самосборке белка, по меньшей мере не совсем точно отражает реальный процесс. Необходимость пересмотра устоявшегося мнения о взаимосвязи между химическим и пространственным строением белковых молекул диктовалась новыми экспериментальными данными, число которых начинает возрастать лавинообразно. Все они свидетельствовали об уменьшении выхода, замедлении скорости и даже полном прекращении сборки трехмерных структур одних белков по мере снижения вблизи рибосом концентрации других белков. Стали известны две группы молекулярных посредников, функции которых в клеточной сборке белковых цепей оказались значительными и разнообразными. Они влияют на скорость свертывания цепи, целенаправленно ускоряя или замедляя созревание нативной конформации, определяют порядок формообразования сложных комплексов, стимулируя реорганизацию белок-белковых взаимодействий в олигомерных структурах, облегчают деградацию неправильно свернутых цепей, стабилизируют, транспортируют и соединяют в соответствующих клеточных компартментах [c.412]

При нормальных условиях скорость транспорта аминокислот не лимитирует непосредственно их метаболизм, так как скорости синтеза и деградации ниже скорости транспорта. Поэтому аминокислоты и аккумулируются мозгом, формируя пул свободных аминокислот. Без пополнения извне пул свободных аминокислот довольно быстро истощается. Так, количество аминокислот, которое используется для синтеза белков мозга, нейропептидов и нейромедиаторов в течение 30 мин, равно общему церебральному пулу большинства свободньгх аминокислот. [c.41]

Фермент непрерывно и с очень значительной скоростью разрушается клетками. Таким образом, уровень тирозинаминотранс-феразы в клетках отражает соотношение между синтезом и распадом белка. В клетках, не подвергавшихся действию гормона, синтез аминотрансферазы лишь слегка превышает ее деградацию. [c.58]

Уменьшение Fy F обычно отождествляется с повреждением комплексов ФСИ в результате стресса. Обнаружено, что в этих условиях величина Fy F линейно коррелирует со скоростью выделения кислорода (Patsikka et al. 1998). Показано наличие взаимосвязи между снижением Fy F и степенью деградации белка D1 со/-е-комплекса ФСИ, определённой с помощью радиоактивной метки (Rintamaki et al. 1995). [c.48]

В общих чертах стратегия Сенгера сохранила свое значение и до наших дней, однако за истекшие десятилетия были разработаны два новых подхода, которые произвели революцию в определении первичной структуры полипептидов (белков). Первый подход основан на разработанной Эдманом в 1967 г. автоматической процедуре последовательного отщепления и идентификации N-кoнцeвыx аминокислотных остатков в виде их фенилтиогидантоиновых производных. Второй подход связан с методом, разработанным Сенгером и, независимо, Максамом и Гилбертом, позволяющим проводить быстрое и однозначное секвенирование гена, кодирующего рассматриваемый белок. Оптимальная стратегия состоит в одновременном использовании обоих подходов. Автоматическая деградация по Эдману, намного более быстрая по сравнению с первоначальным ручным методом Сенгера, тем не менее сильно уступает по скорости методам секвенирования ДНК и сопряжена с рядом трудностей. С другой стороны, секвенирование ДНК не всегда дает однозначную первичную структуру исследуемого белка. Главным [c.38]

Б. Вам следует изменить свой экспериментальный протокол так, чтобы ранее синтезированный белок-убийца перешел бы в неактивную форму до того, как возобновится импорт в ядро. Для этого есть много путей. Например, можно оставить клетки при высокой температуре в среде с глюкозой (когда не идет новый синтез) в течение длительного срока, чтобы весь ранее синтезированный белок инактивировался в результате обычных процессов деградации. Можно было бы также попытаться увеличить скорость такой деградации, модифицировав N-конец белка-убийцы так, чтобы там оказалась дестабилизирующая аминокислота (см. задачу 8-6). Такая модификация могла бы превратить белок-убийцу в чрезвычайно короткоживущую молекулу, быстро исчезающую при отсутствии нового синтеза. И наоборот, можно было бы использовать чувствительный к температуре мутант, у которого E oRI активна при высокой и неактивна при низкой температуре. Такой чувствительный к холоду белок окажется активным, когда ядерный транспорт подавлен, и неактивным, когда транспорт возобновляется. [c.367]

Регуляцию уровня цитоскелетных белков в клетке можно изучать также, прослеживая судьбу этих белков лосле их синтеза. У мышечных клеток скорость кругооборота миофибриллярных белков обратно пропорциональна интенсивности сокращения. Клетки, сокращение которых подавлено, характеризуются более высокой скоростью кругооборота таких белков, как а-актинин, тропонин С, специфическая мышечная форма легкой цепи миозина и а- и -тропомиозин. Отсутствие сократительной активности избирательно влияет на специфические мышечные белкн и не влияет на виментин, десмин и немышечные - и у-актины. Изменение уровня мышечного белка в клетке может достигаться увеличением скорости его деградации без изменения экспрессии генов [193]. Для многих мышечных белков экспрессия изоформ прямо зависит от характера иннервации мышцы. На синтез по крайней мере некоторых белков промежуточных филаментов влияет также пространственная организация клетки. В суспендированных клетках синтез виментина почти полностью [c.101]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология