Гистоны аминокислотная последовательность

Рис 121. Аминокислотная последовательность гистона Н4 [c.236]

Рис. 9-21. Аминокислотная последовательность гистона Н4-одного из нуклеосомных гистонов. Аминокислоты обозначены однобуквенными сокрашениями. положительно заряженные аминокислоты вьшелены цветом. Как и в случае других нуклеосомных гистонов. протяженная амино концевая последовательность молекулы обратимо модифицируется в клетке путем ацетилироваиия отдельных остатков лизина

Многие эукариотические гены (может быть, даже большинство их) обладают весьма загадочной структурной особенностью, которая состоит в том, что в их нуклеотидную последовательность вставлен участок ДНК, не кодирующий аминокислотную последовательность полипептидного продукта. Эти нетрансли-руемые вставки прерывают строго кол-линеарное соответствие между нуклеотидной последовательностью остальных участков гена и аминокислотной последовательностью полипептида, кодируемого этим геном (рис. 27-29). Такие не-транслируемые участки ДНК в генах называют вставочными последовательностями, или нитронами, тогда как участки гена, кодирующие аминокислотную последовательность полипептида, называют экзонами. Хорошо известным примером может служить ген, кодирующий единственную полипептидную цепь яичного белка,-овальбумина. На рис. 27-29 видно, что в этом гене присутствуют шесть интронов, которые разделяют ген овальбумина на семь экзонов. Видно также, что интроны в этом гене гораздо длиннее экзонов-суммарная длина всех интронов составляет 85% общей длины ДНК гена. За немногими исключениями, все изученные к настоящему времени эукариотические гены содержат интроны, которые различаются по числу, по месту расположения, а также по тому, какую часть общей длины гена они занимают. Например, ген сывороточного альбумина содержит 6 интронов, ген белка кональбумина куриных яиц -17 интронов, а ген коллагена-свыше 50 интронов. Исключение составляют гены гистонов, которые, по-видимому, не содержат интронов. [c.884]

Приведенная последовательность соответствует гистону П4 быка. У гороха этот гистон имеет почти такую же аминокислотную последовательность, за исключением того, что в нем один остаток валина замещен на изолейцин, а один остаток лизина - на аргинин. [c.111]

Гистоны, особенно Н2А, Н2В, НЗ и Н4, относятся к самым консервативным из известных белков. В табл. L7 сопоставлены скорости изменений аминокислотных последовательностей ряда белков и гисто-на Н4 на протяжении эволюционного времени. Приведенные цифры позволяют считать, что в гемоглобине вредными оказываются примерно четыре из каждых пяти случайных аминокислотных замен, в [c.109]

Данные об аминокислотной последовательности могут оказаться чрезвычайно информативными в тех случаях, когда что-то уже известно о функции белка, особенно если он взаимодействует с другими крупными биополимерами. Два примера белков такого рода (гистон и гликофорин) приведены на рис. 2.16. Гистоны прочно связываются с ДНК. Мы уже указывали, что большое число положительно заряженных аминокислот в гистонах, по-видимому, необходимо для стабилизации взаимодействия с таким полианионом. Как видно из рис. 2.16, у4, у Ы-конца последовательности находится необычный кластер положительно заряженных аминокислот. Напрашивается предположение, что этот участок имеет вытянутую конформацию и может спиралеобразно закручиваться вдоль довольно протяженного участка ДНК. Остальная часть белковой молекулы имеет обычный аминокислотный состав и, по-видимому, свертывается с образованием типичной глобулярной структуры. [c.73]

Гистоны одного и того же типа, полученные из различных животных и растений, имеют очень сходные аминокислотные последовательности. Такой консерватизм в эволюции, по-видимому, отражает необходимость сохранения последовательности, обеспечивающей существенные и специфические функции. Это лучше всего подтверждается тем фактом, что аминокислотные последовательно- [c.231]

B. Неправильно. Нуклеотидные последовательности генов гистона Н4 у разных видов значительно варьируют, однако изменения связаны по большей части с заменой нуклеотидов в третьем положении кодонов, так что гены кодируют одну и ту же аминокислотную последовательность. [c.287]

Разработана остроумная генетическая система, позволяющая заменять в клетках дрожжей нормальные гены на их модифицированные аналоги с помощью генно-инженерных манипуляций. В результате в клетке синтезируются измененные белки. Таким образом было показано, что гистоны Н2А и Н2В дрожжей можно лишить 10—30 концевых аминокислот и что это не влияет на сборку нуклеосом и структуру хроматина и вообще на жизнеспособность клеток. Это особенно странно, если учесть высокую консервативность аминокислотных последовательностей гистонов. Возможно, Ы-концевые участки нуклеосомных гистонов необходимы не для сборки нуклеосом, а для другой цели, например для транспорта гнстонов из цитоплазмы в ядро. [c.241]

Отличительной чертой гистонов, богатых аргинином, является удивительное постоянство их аминокислотной последовательности. Так, ги-стон Н4 из пропростков гороха отличается от аналогичного гистона из тимуса крупного рогатого скота всего лишь двумя аминокислотами. Что же касается богатого лизином гистона Н1, то его последовательности почти присуща видовая специфичность. [c.302]

А (Б. Меррифилд, 1969). Дальнейшее развитие получили аналит. методы стал широко использоваться автоматич. аминокислотный анализатор, созданный С. Муром и У. Стайном в 1958, существенно модифицированы хроматографич. методы, до высокой степени совершенства доведен рентгеноструктурный анализ, сконструирован автоматич. прибор для определения последовательности аминокислотных остатков в Б.-секвенатор (П. Эдман, Г. Бэгг, 1967) Благодаря созданию прочной методнч. базы стало возможным проводить широкие исследования аминокислотной последовательности Б. В эти годы была определена структура неск. сотен сравнительно небольших Б. (до 300 аминокислотных остатков в одной цепиХ полученных из самых разл. источников как животного, так и растит., бактериального, вирусного и др. происхождения. Среди них — протеолитич. ферменты (трипсин, химотрипсин, субтилн-зин, карбоксипептидазы), миоглобины, гемоглобины, цитохромы, лизоцимы, иммуноглобулины, гистоны, нейротоксины, Б. оболочек вирусов, белково-пептидные гормоны и др. В результате были созданы предпосылки для решения актуальных проблем энзимологии, иммунологии, эндокринологии и др. областей физ.-хим. биологии. [c.248]

Н1, Н2, НЗ, Н4, Н5), различающихся по содержанию (%) основных аминокислот, обусловливающему их физико-химические свойства (электрофоретическую подвижность, ИЭТ и др.). Гистоны являются эволюционно консервативными белками. Степень гомологии аминокислотных последовательностей гистонов Н2, НЗ, Н4, Н5 у разных видов животных, растений и грибов достаточно высока. Эти гистоны попарно образуют октамеры (белковые коры дисковидной формы, которые оплетаются молекулой ДНК). Участок ДНК, спирально оплетающий октаметр, содержит в среднем 145—150 нуклеотидных пар и формирует примерно 1,75 витка левой спирали. Свободные от контакта с белковыми корами участки ДНК называют линкерными (или связующими). Их длина варьирует в за- [c.182]

Необычная модификация гистон а была обнаружена при изучении белка, первоначально обнаруженного в не-гистоновой фракции хроматина печени крысы. Этот белок, известный сначала как А24, имеет ту же самую С-концевую аминокислотную последовательность, что и Н2А. Однако, как изображено на рис. 30.11, у него две N-концевые последовательности. Одна из них принадле- [c.385]

Роль гистонов в процессе дифференцировки. Функции постоянно действующих репрессоров частично или полностью выполняют гисто-ны — сильноосновные белки, связанные с ядерной ДНК в эукариотических клетках с молекулярной массой 10 ООО—21 ООО молярное содержание лизина и аргинина в молекулах гистонов достигает 25—30 %. Гетеро-генность гистонов по первичной структуре сравнительно невелика. В большинстве клеток эукариотов содержится пять основных гистоновых фракций, некоторые из которых можно разделить еще на 3—5 субфракций, гомогенных по аминокислотной последовательности. Общее число гомогенных по первичной структуре гистоновых фракций не превышает 10—12. Высокий, равномерно распределенный положительный заряд молекул гистонов обусловливает образование прочных комплексов гис-тон — ДНК. В ядрах эукариотических клеток значительная часть ДНК находится в форме дезоксирибонуклеогистонных комплексов. Например, прокариоты не обладают способностью к дифференцировке по причине отсутствия в них сильноосновных белков. Итак, присутствие больших количеств гистонов в ядрах эукариот указывает на существенную роль гистонов в процессе дифференцировки. [c.395]

К аргинин-богатым относятся два вида гистонов НЗ и Н4. Они принадлежат к наиболее консервативным из всех известных белков. Аминокислотные последовательности этих белков идентичны даже у таких удаленных видов, как корова и горох. В гистонах НЗ и Н4 других видов обнаружены только редкие аминокислотные замены. Консервативность целой последовательности говорит о том, что все ее аминокислоты имеют существенное значение для вьшолнения функции белка. По логике вещей эта функция должна быть одинаковой у огромного большинства различных видов, что свидетельствует в пользу концепции об общей основе для структуры хроматина. [c.359]

Белковый компонент нуклеосомы представлен гистоновым октамером, вероятно, у всех эукариот. Такое постоянство структуры и функции объясняет строгую консервативность аминокислотных последовательностей гистонов. Чрезвычайная консервативность гистонов НЗ и Н4 объясняется тем, что их роль может быть центральной и неменяющейся, тогда как гистоны Н2А и Н2В обеспечивают видоспецифические вариации. [c.362]

Пять типов гистонов можно разделить на две основные группы 1) нуклеосомные гистоны и 2) П1 гистоны. Пуклеосомные гистоны - это небольшие белки (102-135 аминокислотных остатков), отвечающие за формирование нуклеосом. К ним относятся четыре гистона П2А, П2В, ПЗ и Н4. ПЗ и П4 образуют внутреннюю часть нуклеосомы и. как установлено, являются наиболее консервативными из известных белков например, аминокислотные последовательности гистонов П4 у гороха и коровы различаются всего лишь по двум аминокислотным остаткам (рис. 9-21). Такая эволюционная стабильность предполагает, что почти каждая аминокислота, входящая в состав таких белков, играет важную роль, и изменение в любом положении может оказаться вредным для клетки [c.111]

В клетках млекопитающих имеется приблизительно шесть близкородственных вариантов (подтипов) гистонов П1, которые несколько отличаются друг от друга по аминокислотной последовательности. По-видимому, эти молекулы ответственны за упаковку нуклеосом в фибриллу диаметром 30 нм. Молекулы П1 имеют эволюционно консервативную глобулярную центральную область, соединенную с выступающими аминоконцевыми и карбоксильными ручками , аминокислотная последовательность которых эволюционирует быстрее Каждая молекула Н1 связывается своей глобулярной частью с уникальным сайтом на нуклеосоме, а ручка , как полагают, захватывают область шире и контактируют с другими сайтами, расположенными на гистонах, входящих [c.114]

Принципиальное различие схем, приведенных на рис. 10-43, говорит о том, как мы еще далеки от понимания процесса перехода хроматина из неактивного в активное состояние. Неизвестно, сколько существует форм хроматина и какие именно его структурные особенности приводят к тому, что некоторые области более конденсированы, чем другие. Исходя просто из функции хроматина, невозможно объяснить, почему аминокислотные последовательности гистонов (в особенности НЗ и Н4) оказываются такими консервативными. Недавно выявлены некоторые химические свойства, присущие только активному хроматину (см. разд. 9.2.10), а для отделения нуклеосом (и связанных с ними последовательностей ДНК) активного хроматина от остальных нуклеосом стали использовать моноклоналные антитела. Применяя эти методы при работе с хроматином, выделенными из трансгенных животных, в принципе возможно отличить регуляторные области, ответственные за активацию хроматина, от других участков, что несомненно должно способствовать пониманию того, как контролируются эукариотические гены. [c.215]

Структура гистонового кора нуклеосомы. Гистоны объединяют пять разновидностей небольших структурных белков Н1, Н2А, Н2В, НЗ и Н4, аминокислотные последовательности которых содержат соответственно 220, 128, 124, 134 и 102 остатков. Они обеспечивают плотную упаковку двойной спирали ДНК, которая в растянутом состоянии имеет большую длину. Например, в каждой хромосоме человека она составляет в среднем около 5 см. Поэтому компактизация ДНК с помощью гистонов необходима прежде всего для упорядоченного расположения длинной двухцепочечной полинуклеиновой кислоты в небольшом объеме клеточного ядра. Однако не только для этого характер упаковки ДНК влияет на активность соответствующих участков генома. Следовательно, его гистоновая структурная организация является одним из способов регуляции и контроля транскрипции РНК с ДНК. Аминокислотные последовательности гистонов содержат около четверти положительно заряженных остатков Lys и Arg, что позволяет им эффективно связываться с двойной спиралью ДНК, независимо от ее нуклеотидного состава. [c.109]

В связи с установлением трехмерной структуры гистонового октамера (Н2А-Н2В-НЗ-Н4)2 и его стерических взаимоотношений с ДНК встает ряд вопросов принципиального порядка. Например, каковы механизмы и причины спонтанного возникновения белкового комплекса и самосборки нуклеосомы в целом Не менее интересен и вопрос о том, каким образом происходит освобождение нуклеотидной цепи от гистонового кора Дело в том, что доступность ДНК, входящей в состав нуклеосом, существенно ограничена на тех участках, где двойная спираль соприкасается с поверхностью октамера. Присоединение специфических регуляторных белков к функционально активным нуклеотидным последовательностям становится возможным только при освобождении соответствующих участков связывания ДНК от нуклеосом. Поэтому выяснение причины распада нуклеопротеиновых комплексов столь же важно, как и исследование причины их возникновения. Можно полагать, что после того, как механизм создания и разрушения нуклеосом получит свою количественную трактовку, будет решен и один из наиболее интригующих вопросов, касающихся гистоновых белков, а именно, почему гистоны Н2А, Н2В, НЗ и Н4 в отношении своих аминокислотных последовательностей являются самыми консервативными в природе белками (табл. 1.7) Не исключено, что нуклео-сома представляет собой уникальную по своей структурной организации клеточную субъединицу. Из общих соображений очевидно, что в ней должны сочетаться идеальная согласованность внутри- и межмолекулярных взаимодействий белков, образующих гистоновый октамер, комплементарность поверхности нуклеосомного кора контактной поверхности суперспирали ДНК и в то же время наличие тонкого баланса сил противоположной направленности, нарушение которого при соответствующих изменениях внешних условий ведет к быстрому смещению равновесия в сторону возникновения или распада нуклеопро-теинового комплекса. Консервативность гистонов Н2А, Н2В, НЗ и Н4 указывает на то, что нормальное функционирование такой системы практически исключает аминокислотные замены. [c.112]

РИС, 2.16. Аминокислотные последовательности двух белков, обнаруживающие некоторые особенности структуры н функции. (Все фяженные остатки показаны цветными буквами.)/ . Гистон 2а теленка. Первые 36 остатков содержат 12 положительных зарядов н ни одною (ирицагел .-ного. Эта область, по-видимому, взаимодействует с отрицательно чаряжемными фосфатами двойной спирали ДНК. [c.75]

Хроматин. Хроматином называют сложную смесь веществ, из которых построены хромосомы эукариот. Основными компонентами хроматина являются ДНК, гистоны и негистоновые белки, образующие высокоупорядоченные в пространстве структуры [2]. Соотношение ДНК и белка в хроматине составляет 1 1, а основная масса белка хроматина представлена гистонами. Гистоны образуют семейство высококонсервативных основных белков, которые разделяются на пять больших классов, названных Н1, Н2А, Н2В, НЗ и Н4. Размер полипептидных цепей гистонов лежит в пределах 220 (Н1) и 102 (Н4) а. о. Гистон Н1 сильно обогащен остатками Lys, для гистонов Н2А и Н2В характерно умеренное содержание Lys, полипептидные цепи гистонов НЗ и Н4 богаты Arg. Внутри каждого класса гистонов (за исключением Н4) на основании аминокислотных последовательностей различают несколько субтипов этих белков. Такая множественность особенно характерна для гистонов класса Н1 млекопитающих. В этом случае различают семь субтипов, названных Н1.1-Н1.5, Н1° и Hit. [c.27]

Общие свойства гистоновых генов. Первичная структура гистонов у самых разных эукариот высококонсервативна. Это неудивительно, поскольку гистоны играют ключевую роль в поддержании структуры хроматина (разд. 1.1.ж). И все же какие-то различия между гистонами существуют. Это касается прежде всего гистонов Н1 и в наименьшей степени НЗ и Н4. На разных этапах развития организма, на разных стадиях клеточного цикла или в разных тканях у представителей одного вида могут синтезироваться немного различающиеся гистоны. Например, большинство гистоновых генов синтезируется в 8-фазе клеточного цикла и, следовательно, параллельно репликации ДНК. Экспрессия других генов происходит с малой эффективностью в течение всего клеточного цикла. В отличие от аминокислотных последовательностей гистонов, достаточно консервативных у разных видов, число копий и организация гистоновых генов варьируют (рис. 9.18). Как и в случае тРНК-генов, это свидетельствует о том, что консервативность кодирующих последовательностей необязательно означает такую же консервативность числа копий генов или геномной организации. [c.181]

В ДНК дрожжей (S. erevisiae) имеются две копии сегмента, содержащего по одному гену гистонов Н2А и Н2В, и две копии сегмента, содержащего по одному гену НЗ и Н4 (рис. 9.18). Гомологичные гены в каждой паре этих кластеров могут кодировать как слегка различающиеся (например, Н2А), так и одинаковые (например, НЗ) аминокислотные последовательности. Имеет ли такая вариабельность какое-либо функциональное значение - неясно. У дрожжей гистон (или ген) Н1 не был идентифицирован. [c.183]

Протеинкиназы принято классифицировать по бел- ковым субстратам, фосфорилирование которых они катализируют. Свойства протеинкиназ, фосфорилирующих кислые (например, казеин) и щелочные (например, гистон Н ) белки, существенно разные. Удобна также классификация протеинкиназ по аминокислотным последовательностям, которые они узнают на белке-субстрате. При этом также удается объединить в одну группу ферменты со сходными физико-химическими и каталитическими свойствами. Подразделение протеин- киназ на растворимые и связанные с мембранами представляется целесообразным и удобным, однако после обработки мембран растворами высокой ионной силы или детергентами можно солюбилизировать протеинки-иазу, по всем критериям идентичную растворимой . Не исключено, что некоторые протеинкиназы образуют в клетке непрочную, обратимую связь с мембраной и существует динамическое равновесие между свободной и связанной формой одного и того же фермента. [c.193]

Из исследований аминокислотных последовательностей известно, что в большинстве гистонов наблюдается несимметричное распределение аминокислот (т. е. аминокислоты собраны в три кластера — основной участок, кислотный участок и неполярный участок). Резонансные линии протонов аминокислот этих трех участков можно различить. Если смешать гистоны и ДНК, линии, отвечающие основному участку, уширяются. Это нельзя объяснить эффектом вязкости ДНК, поскольку, если бы это было так, все линии уширялись бы одинаково. Тогда можно предположить, что ДНК связывается с основным участком гистонов. [c.509]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология