Белковый репрессор

Заверщение трансляции С-цистрона первыми рибосомами приводит к тому, что в системе появляются свободные молекулы белка оболочки. По мере трансляции этот белок накапливается и в будущем будет вовлечен в самосборку готовых вирусных частиц. Однако он оказался обладающим также и другой функцией он имеет сильное специфическое сродство к определенному участку MS2 РНК между С- и S-цистронами, включающему инициирующий кодон S-цистрона. Соответственно, он присоединяется к этому участку и репрессирует инициацию трансляции S-цистрона. Вероятно, репрессия происходит вследствие стабилизации лабильной вторичной структуры, показанной на рис. 11, белком оболочки фага и получающейся отсюда недоступности инициирующего кодона S-цистрона. Следовательно, через сравнительно короткое время после того, как трансляция S-цистрона была разрешена трансляцией предшествующего цистрона, происходит репрессия инициации трансляции S-цистрона вследствие накопления белкового продукта трансляции предшествующего цистрона. В этих условиях рибосомы, уже начавшие трансляцию, продолжают ее и в конце концов заканчивают синтез соответствующего количества молекул субъединиц синтетазы. Ограниченного количества этого белка достаточно, чтобы образовать активные молекулы РНК-репликазы, которые начнут репликацию MS2 РНК. В то же время репрессия дальнейшего синтеза этого белка позволяет избежать ненужной суперпродукции фермента. Белок оболочки фага, являющийся репрессором S-цистрона, [c.235]

Таким образом, структурный цистрон (ген) служит матрицей для синтеза на нем соответствующей и-РНК. Последняя передает эту структурную информацию непосредственно рибосомам, т. е. в свою очередь становится матрицей для синтеза соответствующего белка. Синтез информационной матричной РНК на матрицах структурного цистрона находится под контролем определенных участков в цистронах ДНК-операторов, которые выполняют функции как бы пускового механизма. Оператор обычно расположен на крайнем отрезке цистронов. Формирование и-РНК начинается с оператора и распространяется последовательно вдоль цистрона или групп цистронов. Структурные цистроны, расположенные рядом в цепи ДНК, имеют общий координирующий оператор, который назван опероном. Скорость формирования и-РНК на структурных цистронах контролируется другой функциональной единицей — цистроном-регулятором, или ген-регулятором. Они образуют специфические белковые продукты, называемые репрессорами. Репрессоры, с одной стороны, связаны с оператором, а с другой, обладают способностью реагировать строго спе- [c.293]

Теория, разработанная Жакобом и Моно, дает понятие о механизме индукции ферментов. Синтез ферментов, как уже было сказано выще, определяют участки молекулы ДНК — цистроны, или структурные гены. Помимо них в молекуле ДНК имеются также регуляторные гены, контролирующие деятельность структурных генов. Гены-регуляторы вызывают или прекращают синтез особых веществ белковой природы — репрессоров. Они специфически блокируют соответствующий структурный ген, прекращая таким образом синтез и-РНК и вместе с этим синтез определенного ферментного белка (рис. 19). [c.46]

Помимо описанных выше случаев, имеется множество других примеров, взятых из мира бактерий и животных, анализ которых показывает, что низкомолекулярные вещества — гормоны и продукты метаболизма — обладают способностью взаимодействовать с геном, репрессируя или снимая репрессию с отдельных генов (см. обзор Боннера [3]). Каким образом можно было бы представить себе это взаимодействие Здесь нам придется довольствоваться рассуждениями, так как фактов еще мало. Предполагается, что особые низкомолекулярные соединения связываются с белковым репрессором, вызывая тем самым изменение его конфигурации и (или) других свойств. Таким образом, репрессоры, согласно этим представлениям [9], являются аллостерическими белками, т. е. белками, конфигурация которых изменяется в ответ на присоединение специфических низкомолекулярных веществ. Так, согласно этой гипотезе, гибберелловая кислота, например, обладает способностью специфически связываться с каким-то [c.527]

Предложены модели, в соответствии с которыми узнавание осуществляется с помощью а-спиральных участков белка. Предполагается, что боковые радикалы аминокислотных остатков образуют специфические водородные связи с основаниями в широкой бороздке ДНК. Определение трехмерной структуры четырех регуляторных белков (С1- и СКО-репрессоров Х-фага, САР-белка, репрессора триптофанового оперона) показало, что ДНК-связывающие домены этих белков имеют характерный двухспиральный мотив. Предложены модели ДНК-белковых комплексов, согласно которым одна из а-спиралей (аз) находится в широкой бороздке и взаимодействует с основаниями ДНК, в то время как вторая (аг) взаимодействует с сахарофосфатным остовом ДНК и обеспечивает правильную ориентацию спирали а, в комплексе. Предполагаемые геометрии для четырех специфических ДНК-белковых комплексов не являются полностью одинаковыми положение спирали а, в широкой [c.292]

Если фаг индуцирован и размножается, появляется другой белковый регулятор, именуемый RO, выключающий ген Х-ре-прессора. И Х-репрессор, и RO при своем действии связываются с одним и тем же участком Х-ДНК, называемым правым оператором (Он). Происходит переключение Он на действие первого или второго гена, что показано схематически на рис. 8.22. Молекулярный механизм переключения сводится к движению РНК-полимеразы вправо или влево вдоль ДНК фага. [c.300]

Еще один параметр, от которого зависит успех ферментации, - температура. Если она ниже оптимальной, то рост микроорганизмов замедляется и интенсивность метаболизма снижается. Если же, напротив, температура слишком высока, то может произойти преждевременная индукция синтеза белка, если он находится под контролем температурочувствительного репрессора, или индукция белков теплового шока, что активизирует клеточные протеиназы и снизит выход белкового продукта. [c.355]

Все это можно выразить несколько более современным языком при помощи понятий, с которыми мы познакомились, изучая регуляцию белкового синтеза (стр. 273). Генетическая информация во всех способных к образованию антител клетках в отсутствие инфекции блокирована, подавлена с помощью репрессора. Антиген снимает это подавление (дерепрессия), действуя при этом точно так же, как индуктор в синтезе ферментов. Итак, антиген служит индуктором в синтезе антител, инактивируя репрессор. [c.350]

Эти примеры, так же как и те, что были рассмотрены ранее, указывают на то, что 5 -фланкирующие последовательности в ряде транскрипционных единиц, вероятно, взаимодействуют с позитивными регуляторными элементами (по всей видимости, белковой природы). Если бы на эти последовательности действовали также отрицательные регуляторные элементы (репрессоры), то можно было бы ожидать, что по крайней мере некоторые мутации, вызывающие делеции или иные изменения в этих последовательностях, приводили бы к конститутивной транскрипции, что противоречит имеющимся фактам. Это, однако, не означает, что в эукариотических клетках вовсе не существует репрессоров. Данные, указывающие на участие репрессоров в регуляции экспрессии у эукариот, будут представлены в этой главе и гл. 17. [c.226]

Имеется ген-регулятор, ответственный за синтез некоего сигнального вещества белковой природы — реп-рессора. Репрессор блокирует работу другого гена, име- [c.302]

Вопрос о химической природе репрессоров вызвал много дискуссий. Вероятнее всего репрессор — вещество белковой природы . Однако до сих пор многие детали этой проблемы еще не ясны. [c.491]

Механизм репрессии конечным продуктом на уровне транскрипции стал проясняться с 50-х гг. Больщой вклад в это внесли работы Ф. Жакоба и Ж- Моно. Было показано, что наряду со структурными генами, кодирующими синтез ферментов, в бактериальном геноме существуют специальные регуляторные гены. Один из них — ген-регу-лятор (ген R), функция которого заключается в регуляции процесса транскрипции структурного гена (или генов). Ген-регулятор кодирует синтез специфического белка — репрессора. Репрессор — аллостерический белок, имеющий два центра связывания один центр узнает определенную последовательность нуклеотидов на участке ДНК, называемом оператором (ген О), другой — взаимодействует с эффектором. Ген-оператор расположен рядом со структурным геном (генами) и служит местом связывания репрессора. В отличие от операторных генов гены-регуляторы расположены на некотором расстоянии от структурных генов (продукты регуляторных генов — репрессоры являются свободно диффундирующими белковыми молекулами). [c.118]

Сравнение аминокислотных последовательностей ряда других регуляторных белков, таких, как 1ас-репрессор, белок сП фага X, а также аналоги белков Сго и с1 фагов 434 и Р22, показало, что все они обладают такой же а-спиральной организацией соответствующих участков структуры. Таким образом, использование пары а-спиралей для специфического связывания с ДНК является, вероятно, общей особенностью механизмов ДНК-белкового узнавания. [c.194]

Гурский, Готтих и соавторы предложили код белково-нуклеинового узнавания, определяющий регуляцию транскрипции (1976). Предполагается, что участок регуляторного белка состоит из двух антипараллельных сегментов полипептидной цепи, образующих -структуру. Узнавание основано на комплементарности этой структуры и последовательности нуклеотидных нар ДНК. Важное свойство такой последовательности состоит в асимметричном распределении гуанинов между двумя нитями ДНК. В предлагаемом коде шесть аминокислотных остатков — Сер, Тре, Асп, Гис, Глн, Цис—и их последовательность в сте-реоспецифичном участке белка определяет последовательность пар оснований ДНК, с которой данный белок преимущественно связывается. Код, разработанный на основе стереохимии, подтвержден взаимодействием Лак-репрессора с Лак-опероном и другими примерами. [c.288]

Репрессор представляет собой вещество белковой природы. Он синтезируется геном, расположенным на каком-то расстоянии от оперона. Этот ген называется геном-регулятором. Ген-регулятор непрерывно посылает в цитоплазму и-РНК, содержащую информацию для синтеза белков-репрессоров. Таким образом, функция гена-регулятора заключается в управлении синтезом молекул репрессора, которые затем соединяются с оператором и воздействуют на механизм включения структурных генов оперона. Работа гена-регулятора, вырабатывающего молекулы репрессора, направляется и контролируется цитоплазмой клетки и зависит от внешних условий. [c.160]

Рис. 3-38. Пример широко распространенной в эволюции белков перетасовки блоков белковых последовательностей. Участки белка, обозначенные окрашенными геометрическими фигурами, являются эволюционно родственными, но не идентичными. А. Бактериальный САР-белок состоит из двух доменов один из них (закрашенный треугольник) связывается со специфической последовательностью ДНК, второй - связывает сАМР (см. рис. 3-33). ДНК-связываюший домен родствен ДНК-связываюшим доменам многих других белков регуляторных генов, включая белки 1ас-репрессор и его-репрессор. Кроме того, две копии сАРМ-связывающего домена обнаружены в эукариотических киназах, регулируемых связыванием циклических нуклеотидов. Б. Представлены два домена, состоящие примерно из 40 аминокислот, каждый из которых встречается в трех больших белках позвоночных. Например, рецептор липопротеина низкой плотности (ЛНП) - это трансмембранный белок из 839 аминокислотных остатков, ответственный за выведение холестерола из клеток. Он содержит много доменов, имеющихся и в других белках, в частности, семь копий цистеин - богатого домена (светлые кружки), участвующих в связывании ЛНП, и три копии такого же размера (окрашенные

Сходным образом осуществляется регуляция О.в. на уровне биосинтеза ферментов. При этом субстрат или продукт р-ции регулирует активность белкового репрессора, подавляющего транскрипцию (синтез матричной РНК на ДНК-матрице) соответствующего оперона (участок ДНК, кодирующий одну молекулу матричной РНК под контролем белка-репрессора). Примером регуляции при помощи положит. прямой связи может служить в данном случае управление расщеплением лактозы. Появление в среде лактозы инактивирует у бактерии Es heri hia oli соответствующий репрессор и тем самым разрешает транскрипцию оперона, кодирующего ферменты, катализирующие расщепление лактозы. Пример регуляции при помощи отрицат. обратной связи - управление биосинтезом гистидина. Избыток гистидина активирует репрессор, ингибирующий транскрипцию оперона, кодирующего ферменты биосинтеза гистидина. Если репрессор и белки, синтез к-рых он подавляет, кодируются одним опероном, то отрицат. обратная связь осуществляется без участия внеш. модуляторов активности репрессора. Аналогичным образом осуществляется регуляция биосинтеза белка на уровне трансляции (синтез белка ка РНК-матрице). Такой механизм регуляции позволяет синтезировать белок в строгом соответствии с потребностью в нем на данном этапе существования организма. [c.317]

Во-вторых, при изменении сверхспирализованпости ДНК может регулироваться сила взаимодействия (сродство) с ДНК белковых репрессоров и активаторов. Например, присоединение 1ас-репрессора к сверхспирализованной ДНК энергетически более выгодно, чем взаимодействие с релаксировапной ДНК. [c.40]

В 60-е годы было установлено, что в явлениях индукции и репрессии прштмают участие белковые репрессоры, продукты специальных л енетических элементов — генов-рс1 уляторов (1-ге-нов), способные в определенных условиях тормозить процесс т р а п с к р и п ци и — о б р а з о в а i ш е и н ф о р м а ци о н н ы х Р Н К (м РI IК). Г1оэтому два упомянутых типа регуляции относят к негативным, [c.31]

Последствия связывания с батее сложные. Этот участок частично перекрывается с участком связывания РНК-патн.меразы с промотором PR, поэтому связывание репрессора с подавляет транскрипцию с Рн. Степень перекрывания Ов с участком связывания РНК-патимеразы с промотором Ркч очень мала в нем имеется только одна фосфатная группа ДНК, с которой контактируют и РНК-пати.мераза, и репрессор. Поэтому. южно думать, что связывание репрессора с Од, не мешает связыванию РНК-поли.меразы с Ркм. Более того, показано, что репрессор, связываясь с Од, , значительно стимулирует (до десяти раз) транскрипцию с Ррч. Предполагается. что активирующее действие репрессора обусловлено тем, что в районе общего фосфата. между РНК-патимеразой и репрессором возникает белок-белковый контакт, помогающий РНК-полимеразе начать транскрипцию с промотора Рдм (рис. 88). [c.146]

Для эффективной экспрессии генов необходимо не только, чтобы репрессор был инактивирован индуктором, но также реализовался и специфич. положит, сигнал включения, к-рый опосредуется Р. б., работающими в паре с циклич. аденозинмонофосфатом (цАМФ). Последний связывается со специфическими Р. б. (т.наз. САР-белок-активатор ката-болитных генов, или белковый активатор катаболизма-БАК). Это димер с мол. м. 45 тыс. После связывания с цАМФ он приобретает способность присоединяться к специфич. участкам на ДНК, резко увеличивая эффективность транскрипции генов соответствующего оперона. При этом САР не влияет на скорость роста цепи мРНК, а контролирует стадию инициации транскрипции-присоединение РНК-полимеразы к промотору. В противоположность реп-рессору САР (в комплексе с цАМФ) облегчает связывание РНК-полимеразы с ДНК и делает акты инициации транс-кр1шции более частыми. Участок присоединения САР к ДНК примыкает непосредственно к промотору со стороны, противоположной той, где локализован оператор. [c.218]

Оказалось, что инкубация ретикулоцитных экстрактов без гемина при физиологических температурах приводит к накоплению специального ингибитора белковой природы. Он был назван гем-контроли-руемым ингибитором (H I) или гем-контролируемым репрессором (H R). Ингибитор образуется из проингибитора, предсуществующего в клетке [c.259]

Менее определена функция группы регуляторных белков и пептидов, поскольку, в известной степени, эту роль выполняют любые белки. Сюда относят белково-пептидные вещества, не вошедшие в состав вышеупомянутых групп, но весьма важные для функционирования отдельных звеньев клеточного механизма, например гистоны и репрессоры, регулирующие активность генов, воротные белки мембранных каналов, рибосомальные белковые факторы инициации и злонгации (см. с. 422). К этой группе можно отнести и встречающиеся в мышечной ткани природные пептиды карнозин и ансерин. [c.23]

Изменения прочности м-РНК или изменения скорости образования РНК независимо от репрессорпого эффекта, вероятно, служат дополнительными механизмами регуляции белкового синтеза в тех случаях, когда речь идет об образовании особых конститутивных белков, скорость синтеза которых от репрессоров не зависит. [c.190]

Читатель, наверное, хотел бы задать еще один вопрос из чего же состоят эти удивительные репрессоры Может быть, это опять-таки нуклеиновые кислоты Так и считали до недавнего времени, ибо, во всяком случае, первые продукты гена не могут быть ничем иным, кроме как молекулами мРНК они ведь возникают непосредственно на ДНК путем ее копирования. Но в последнее время стали все же больше склоняться к выводу, что репрессоры — белковые молекулы, и притом небольшие (молекулярный вес от 2000 до 10 ООО). Это предположение имеет под собой два основания [c.288]

Пташке надеялся, что в этих условиях значительная часть остаточного синтеза белка будет приходиться на образование продукта гена с1 супер-инфицирующими бактериофагами, так как синтез белков клетки-хозяина был подавлен предварительной обработкой, а синтез большинства вегетативных белков фага не мог происходить из-за присутствия эндогенного иммунитетного репрессора. Действительно, после экстракции и хроматографического фракционирования радиоактивных белков из таких клеток оказалось, что одну из фракций можно идентифицировать как продукт гена с1. Эта фракция обнаруживалась, только если бактерии заражали бактериофагами Яс1+, содержащими нормальный ген репрессора, и отсутствовала при заражении атйег-мутантами по гену с1. Определение скорости седиментации этой белковой фракции в градиенте плотности сахарозы показало, что ее молекулярная масса соответствует длине полипептидной цепи примерно в 200 аминокислот, т. е. близка к молекулярной массе одной из четырех субъединиц, составляющих /ас-репрессор. [c.492]

На сегодняшний день оперонная теория получила весьма детальное экспериментальное подтверждение. Удалось выделить репрессор в чистом виде и показать, таким образом, что он действительно имеет белковую природу. Была определена аминокислотная последовательность белка-репрессора, которая, как оказалось, полностью совпадает с последовательностью, предсказанной на основании определения нуклеотидной последовательности гена I. Была также установлена нуклеотидная последовательность регуляторных участков /ас-оперона, промоторного и операторного (рис. 15.9), локализованы мутации в этих участках. Показано, что очищенный репрессор в отсутствие индуктора действительно связывается с изолированным операторным фрагментом ДНК. Репрессор также связывается с индуктором, при этом происходит аллостерическое изменение его пространственной структуры, приводящее к значительному ослаблению связи репрессора с операторной областью ДНК. [c.177]

Рис. 41.4. Механизм репрессии и дерепрессии Ьас-оперона. В отсутствие индуктора (А) репрессор (продукт конститутивно экспрессируемого гена /), связываясь с оператором, препятствует посадке РНК-полимеразы на локус промотора и соответственно предотвращает транскрипцию структурных генов У, А. В присутствии индуктора ( ) конститутивно синтезируемый репрессор инактивируется и не может связаться с оператором. В этом случае при наличии сАМР — САР-комплекса РНК-полимераза транскрибирует структурные гены Z, У, А. Образующаяся полицистронная цепь мРНК транслируется с образованием белковых молекул Р-гатактозидазы. пермеазы и ацетилазы. обеспечивающих нормальный

Все остальные полипептидные и белковые компоненты хроматина обычно называют негистоновыми белками. Их количество достигает 500, включает десятки ферментов, полимеразы, репрессоры, активаторы и 15—20 полипептидов, структура которых недостаточно изучена. Кроме того, из нуклеоплазмы выделены компоненты, участвующие в поддержании пространственной структуры хроматина, белки внутриядерной фибриллярно-гранулярной сети, в том числе актин, тропонин, тубулин, ДНК-релаксирующие белки и нуклеопорины. [c.143]

До недавнего времени считалось, что интенсивность считывания наследственной информации для последующего ее использования при белковом синтезе регулируется специальными белками-репрессорами. Их роль согласно устоявшейся коннепции была ярко негативной если нужно, например, они, словно защитным чехлом, укрывают соответствующий участок ДНК и останавливают процесс считывания. В основу этой концепции были положены исследования, поставленные на бактериях. Можно ли ее применить к высшим организмам Не окажется ли утверждаемая ею схема регуляции слишком жесткой [c.170]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология