Белки субчастицы

Белки рибосомных 305-субчастиц [c.229]

Белки рибосомных 505-субчастиц [c.229]

Сейчас проводится много экспериментов с использованием реагентов, образующих поперечные связи между белковыми молекулами. В частности, используются бифункциональные соединения, способные ковалентно связываться с двумя различными —SH- или —ЫНг-груп-пами [93—95]. Использование этого подхода дало возможность идентифицировать следующие связанные поперечными связями пары [93, 95] S2-S3, S4-S6, S4-S8, S4-S9, S4-S12, S5-S8, S5-S9, S7-S8, S7-S9, S11-S18, S13-S19 и S18-S21. Другой подход состоит в том, чтобы получать специфические антитела к отдельным рибосомным белкам и изучать при помощи электронного микроскопа места их связывания на поверхности рибосомных субчастиц [96, 97]. Этим методом была установлена локализация многих белков на поверхности как 30S-, так и 505-субчастиц (рис. 15-13). В ряде случаев антитела к определенному белку связывались сразу в нескольких участках. Тот факт, что связывающие места для антител к белкам S2, S12, S15 и S18 отстоят друг от друга на 8—19 нм, свидетельствует о том, что эти белки в 305-субчастице находятся в вытянутой, фибриллярной [c.230]

Рис. 37. Электронные микрофотографии индивидуальных 50S субчастиц рибосом Е. соЛ а и 6 предоставлены В. Д. Васильевым, Институт белка АН СССР, Пущино в предоставлена

Каждая рибосомная субчастица содержит много различных белков, и большинство из них представлено лишь одной молекулой на рибосому. В этом состоит коренное отличие структурно асимметричного рибосомного рибонуклеопротеида от вирусных нуклеопротеидов, образованных за счет упорядоченной упаковки многих идентичных белковых субъединиц. Открытие и доказательство этого факта, главным образом в пионерских исследованиях Ж.-П. Валлера, установило один из важнейших принципов структурной организации рибосом. [c.90]

S8 и S15, пару S6-S18, а также S11 и S21 это в основном белки боковой лопасти ( платформы ) 30S субчастицы. Эта группа через белки S5 и S12 тесно связана с кооперативной группой 5 -концевого домена 16S РНК (домен I), куда относятся РНК-связывающие белки [c.103]

S4, S17 и S20, а также белки S12 и S16, входящие в состав центрального тела субчастицы. [c.103]

В состав каждой рибосомы с коэффициентом седиментации 70S, состоящей из двух субчастиц 50S и 30S, входят две молекулы рРНК, ассоциированные с белками. Субчастица 505 включает молекулу рРНК с коэффициентом седиментации 23S (1,1- 10 Д) и 34 различных белка. Субчастица 30S содержит молекулу рРНК [c.386]

Помимо сильно упакованных молекул РНК в состав 308-субча-стицы входит приблизительно 21 белковая молекула, различающаяся по аминокислотному составу и по аминокислотной последовательности (табл. 15-5). Многие из этих белков (их обозначают символами S1, S2, S3 и т.д.) имеют сравнительно небольшой мол. вес. Кроме того, многие из них обладают сильно выраженными основными свойствами. Они содержат большое число остатков лизина и аргинина, которые бесспорно обусловливают взаимодействие этих белков с молекулами РНК. Вместе с тем в состав 305-субчастиц входит также несколько кислых и нейтральных белков. Рибосомная 508-субчастица содержит - 34 различных белка, причем в одной субчастице может находиться несколько молекул белка одного и того же типа. Белковый состав рибосом может подвергаться изменениям, и установить его точно — задача довольно трудная. Большая часть белков (обычно их называют структурными единицами) присутствует в соотношении 1 1. Другие белки могут отсутствовать в некоторых рибосомах. Аналогично дополнительные копии некоторых субчастиц могут содержаться лишь в части рибосом. В процессе синтеза белка с функционирующими рибосомами временно может связываться ряд других белков. [c.228]

Установление точных размеров и формы рибосом представляет собой трудную задачу. В настоящее время считают, что диаметр бактериальных рибосом составляет приблизительно 22 нм, а длина частицы, возможно, 30 нм. Рибосомы эукариотических клеток имеют приблизительна в 1,17 раз большие линейные размеры и содержат значительно большее число белков —около тридцати в малой субчастице и около сорока в большой [89]. Однако есть основание думать, что число белков, существенных для функционирования, в рибосомах эукариотических клеток такое же, как и в рибосомах Е. oli [90]. Интересно, что белки эукариотических рибосом (так же, как и молекулы рРНК) значительно крупнее, чем белки бактериальных рибосом. Митохондриальные рибосомы в некоторых отношениях напоминают бактериальные, но имеют большие размеры и содержат приблизительно 66% белка (в рибосомах Е. oli содержание белка составляет лишь 35%). [c.228]

Многочисленные данные свидетельствуют о том, что белки в рибосомах находятся в форме компактных молекул, у которых для добавляемых реагентов наиболее доступна поверхность. Молекулы РНК также в основном доступны для воздействий извне. Около 50% общей массы рибосом находится в гидратированном состоянии. Таким образом, рибосомы представляют собой структуры, в которые сравнительно легко может проникать растворитель. Большая часть РНК (возможно, 60— 70%) складывается, образуя петли со спаренными основаниями, как это имеет место в тРНК. Для выяснения физических основ, обусловливающих связывание различных рибосомных субчастиц друг с другом, было [c.228]

Рибосомные белки большинства животных представлены в осн. умеренно основными полипептидами, хотя имеется неск. нейтральных и кислых белков. Мол. м. рибосомных белков варьирует от 6 тыс. до 60 тыс. В прокариотической Р. малая субчастица (30S) содержит ок. 20, большая (50S)-ok. 30 разл. белков в эукариотической Р. 40S субчастица включает ок. 30 белков, а 60S-ок. 40 (обычно Р. не содержат двух или неск. одинаковых белков). 1 ибосомиые белки характеризуются глобулярной компактной конформацией с развитой вторичной и третичной структурой они занимают преим. периферич. положение в ядре, состоящем из рРНК. В отличие от вирусных нуклеопротеидов в структурно асим. [c.264]

Пространств, структура рРНК определяет форму рибосом, многие их физ.-хим. св-ва, а также специфическое расположение рибосомных белков в субчастицах рибосом. рРНК составляют осн. массу (более 80%) РНК любой клетки. [c.265]

Рис. 33. Электронные микрофотографии индивидуальных 70S рибосом Е. соИ, демонстрирующие их подразделение на две неравные субчастицы (малая сверху и большая снизу) (предоставлены В. Д. Васильевым, Институт белка АН СССР, Пущино) а - рибосомы контрастированы с помощью техники оттенения металлом. В этом случае, чтобы обеспечить надлежащий контраст, супензия выделенных 70S рибосом наносится на поверхность углеродной пленки и высушивается из замороженного состояния затем на частицы наносится ультратонкий слой металла (вольфрама или вольфрамо-рениевого сплава) путем его испарения в вакууме из такого положения, что частицы металла летят под определенным углом (в данном случае около 75 ) к поверхности пленки получаются оттененные металлом ч стицы e — рибосомы контрастированы с помощью техники негативного контраста, как описано в подписи к рис. 32.

Рис. 34. Электронные микрофотографии индивидуальных 30S субчастиц рибосом Е. oli (предоставлены В. Д. Васильевым, Институт белка АН СССР, Пущино)

Большие субчастицы как прокариотических (50S), так и эукариотических (60S) рибосом выглядят практически идентичными по своей форме. Разные проекции 50S субчастиц даны на рис. 37, а модель — на рис. 38 (см. цветную вклейку). Большая субчастица более изо-метрична, чем малая, имея во всех направлениях линейные размеры около 20—23 нм. В ней четко различаются три периферических выступа, или протуберанца центральный, который может быть назван головкой боковой палочкообразный отросток, так называемый L7 / Ы2-стержень боковой по другую сторону центрального протуберанца, обозначаемый как боковая доля, или Ll-ребро (два боковых протуберанца 50S субчастицы Е. ali содержат рибосомные белки L7/L12 и L1, соответственно, что специально будет рассмотрено в гл. B.1V). [c.65]

Будет не очень большим преувеличением сказать, что рибосома есть прежде всего ее РНК. Примитивный предшественник рибосомы мог бы состоять только из РНК и лишь в ходе эволюции постепенно модифицироваться белками. Прокариотическая рибосома по мкссе на 2/3 состоит из РНК, и лишь на 1/3 из белков. Эволюционно более поздняя эукариотическая рибосома уже наполовину состоит из белков. Тем не менее, именно рибосомная РНК, по-видимому, определяет основные структурные и функциональные свойства рибосомы. Ковалентно-непрерывные цепи рибосомных РНК обеспечивают целостность рибосомных субчастиц. Специфическая пространственная структура рибосомных РНК обусловливает форму и ряд морфологических особенностей субчастйц. Ассоциация субчастиц в полную рибосому является, вероятно, в той или иной степени функцией специфического сродства двух высокополимерных рибосомных РНК друг к другу. Размещение всех рибосомных белков детерминировано рибосомными РНК. Наконец, рибосомные РНК вносят решающий вклад в организацию ряда функциональных центров рибосомы. [c.68]

Поразительным является тот факт, что общая форма изолированной РНК в компактном состоянии оказалась специфической и напоминающей форму исходной 308 субчастицы (или, по крайней мере, вписывающейся в нее). Это говорит о том, что, во-первых, цепь рибосомной РНК сама, без белков, способна не только образовывать локальные вторичные структуры, но и укладываться в целом, задавая морфологически уникальную конформацию всей молекулы во-вторых, именно эта самоукладка рибосомной РНК прежде всего определяет размеры, общую форму и ряд главных морфологических черт рибосомной субчастицы. [c.87]

Полное аналитическое разрешение всех рибосомных белков достигается с помощью двумерного гель-электрофореза в денатурирующих условиях. Удобная система разделения была предложена Э. Кальт-шмидтом и Г. Виттманном они использовали 8%-ный полиакриламидный гель при pH 8,6 для электрофореза в первом направлении и 18%-ный гель при pH 4,6 во втором направлении. В этих условиях разделялись все белки 30S субчастицы и все белки 50S субчастицы Е. oli. Пример такого разделения белков обеих рибосомных частиц в слегка модифицированной системе дан на рис. 53 и 54. Первое направление электрофореза в рыхлом геле при нейтральном или слегка щелочном pH обеспечивает движение кислых и нейтральных белков влево, к аноду, в то время как основные белки мигрируют вправо, к катоду, разделяясь в основном по заряду. Второе направление электрофореза в плотно сшитом геле при кислом pH обеспечивает движение всех белков в одну сторону —к катоду (вниз), и в их разделение большой вклад вносит размер разделяемых компонентов (чем меньше, тем подвижнее). [c.91]

Разделение в вышеуказанной системе легко в основу современной номенклатуры рибосомных белков. Было предложено обозначать рибосомные белки цифрами по порядку сверху вниз, как это видно на двумерных электрофореграммах (рис. 53 и 54). Белки малой (small) рибосомной субчастицы (30S или 40S) отмечаются индексом S (S1, S2, S3, и т. д.), а белки большой (large) рибосомной субчастицы (50S или 60S) — соответственно, индексом L (L1, L2, L3, и т. д.). Малая субчастица рибосомы Е. oli содержит 21 белок, от S1 до 521. Большая субчастица рибосомы содержит 32 различных белка, от L1 до L34 пятно, обозначенное первоначально как L8, не представляет собой отдельного белка, а является комплексом белков L10 и L12 пятна, обозначенные как L7 и L12, оказались одним и тем же белком, и L7 является лишь N-ацетилированным производным L12. Белок S20 в малой субчастице оказался идентичным белку L26 в большой субчастице. Таким образом, 70S рибосома Е. соИ содержит 52 различных белка. [c.91]

В рибосоме Е. соИ только в одном экземпляре. Наиболее крупный белок содержится в малой субчастице это S1 (557 аминокислотных остатков, молекулярная масса 61160 дальтон) он довольно лабильно связан с рибосомой и легко теряется при выделении. Остальные белки много меньше по размеру молекулярная масса самых крупных из них (S2, S3) —около 26000 дальтон. Самые маленькие белки — L29, L30, L31, L32, L33 и L34 — представляют собой основные полипептиды с длиной около 50—60 аминокислотных остатков (молекулярная масса около 5000—7000 дальтон), и все сосредоточены в большой рибосомной субчастице. Размеры рибосомных белков Е. oli представлены в табл. 1. [c.92]

Рибосомные белки характеризуются в основном глобулярной компактной конформацией, с развитой вторичной и третичной структурой. Одно время широко распространилось убеждение, что рибосомные белки являются особенными, не похожими на обычные глобулярные белки сообщалось об их сильно вытянутой или сильно рыхлой конформации, иногда разветвленной по всей рибосомной субчастице. Однако скоро стало понятно, что рыхлые конформации изолированных рибосомных белков представляют собой артефакт, являющийся следствием низкой стабильности их нативной конформации вне рибосомы. Конформация рибосомных белков стабилизируется при взаимодействии с РНК и друг с другом. Тем не менее, при соблюдении определенных условий большинство рибосомных белков можно выделить в индивидуальном виде в компактной конформации, по-видимому, близкой к нативной. Оказалось возможным также продемонстрировать компактность ряда рибосомных белков in situ, в составе рибосомной частицы. [c.95]

Рядом особенностей отличается кислый белок L7/L12. Уже указывалось, что в рибосоме он образует тетрамер. В растворе стабильной является его димерная форма. Димер белка L7/L12 —это жесткая вытянутая палочкообразная молекула с радиусом инерции около 4 нм (длина около 10 нм при молекулярной массе 25000 дальтон). В тетрамере они уложены, по-видимому, параллельно, формируя палочкообразный стержень 50S субчастицы (см. гл. Б.1). Мономерная субъединица белка L7/L12 оказалась построенной из двух доменов.—глобулярного С-концевого (около 70—80 аминокислотных остатков) и неглобулярного (вытянутого) N-концевого (приблизительно 40 амино-96 [c.96]

КИСЛОТНЫХ остатков), соединенных легко расщепляемым шарниром . Похоже, что две N-концевые аланин-богатые последовательности образуют жесткий биспиральный комплекс (две параллельные а -спирали), и две такие пары формируют в рибосоме основную часть палочкообразного стержня 50S субчастицы. Согласно одной модели, спирали в димере антипараллельны (рис. 57, а), и тогда в тетрамере два глобулярных домена образуют проксимальную часть L7 /Ы2 стержня, а два других — дистальную (гантелеобразная структура). По другой модели субъединицы белка L7/L12 уложены параллельно (рис. 57,6), так что в тетрамере четыре глобулы образуют или основание, или конец L7/L12 стержня. [c.98]

Oh избирательно удаляется из 50S субчастицы обработкой смесью 1 М NH4 I с этанолом. Соответственно, такое удаление лишает 50S субчастицу ее стержня. В комштексе как белок L10, так и белок L7/L12 обладают сушественно большей стабильностью их глобулярных структур, чем в индивидуальном состоянии. Пентамерный комплекс может быть в лабильной ассоциации с еще одним белком —L11. [c.99]

Низкомолекулярная рибосомная РНК —5S РНК — взаимодействует с рядом белков 50S субчастицы, образуя с ними комплекс, локализующийся в районе центрального протуберанца (см. предыдущую главу). Три белка —L5, L18 и L25 —образуют довольно прочный нуклеопротеидный комплекс с 5S РНК. С этим комплексом более лабильно взаимодействуют также белки L2, L3, L15, L16, L17, L21, L22, L33 и L34. Этот большой комплекс уже проявляет некоторые [c.99]

Аналогична ситуация и в случае эукариотических рибосом. 5S РНК печени крысы образует комплекс с белками L5, L6 и L18 рибосомной 60S субчастицы белки L7, L8 и L35 более лабильно связаны в комплексе. Эукариотическая 5,8S РНК, представляющая собой структурный гомолог 5 -концевой последовательности прокариотической 23S РНК, вступает в комплекс почти с тем же набором белков L5, L6, L7 и L18. В результате может быть образован единый комплекс, содержащий 5S РНК, 5,8S РНК и белки L5, L6, L18 и др. Этот эукариотический комплекс обладает функциональной активностью он может связывать тРНК. [c.100]

Особый интерес представляют, конечно, взаимодействия рибосомных белков с высокополимерными рибосомными РНК (16S и 23S РНК прокариот или 18S и 28S РНК эукариот), ибо они представляют собой основной ковалентный каркас и структурное ядро рибосомных субчастиц. По-видимому, больщинство рибосомных белков контактируют и так или иначе взаимодействуют с высокополимерными рибосомными РНК. Однако среди них можно выделить специальные сердцевинные РНК-связывающие белки, которые прочно взаимодействуют с соответствующей рибосомной РНК, более или менее независимо от других белков. Такими белками малой (30S) рибосомной субчастицы Е. соИ, независимо вступающими в комплекс с 16S РНК, являются S4, S7, S8, S15, S17 и S20. Каждый из них связывается только со специфическим местом на 16S РНК, узнавая его нуклеотидную последовательность и пространственную структуру. Эту последовательность можно выявить таким путем изолированный белок добавляется к рибосомной РНК, в результате чего образуется специфический белок-РНК-комплекс комплекс переваривается рибонуклеазой, так что негидролизованной остается лищь та часть нуклеотидной последовательности, которая закрыта белком эта защищенная последовательность определяется и, таким образом, идентифицируется. Другой метод локализации белков на первичной структуре рибосомной РНК — ковалентная сщивка (например, фотоиндуци-рованная) белка с РНК непосредственно в составе рибосомы, с последующим удалением несшитых белков, перевариванием РНК с помощью РНКазы и идентификацией сшитого олигонуклеотида. Расположение мест связывания вышеуказанных шести белков вдоль цепи 16S РНК схематически показано на рис. 59, а. Видно, что белки [c.100]

В то же время, белок и РНК в рибосоме вовсе не взаимопере-мешаны. Высокополимерная РНК каждой рибосомной субчастицы самосвернута в компактную структуру той или другой формы (см. раздел II), и белки внутрь нее, по-видимому, не попадают. Следовательно, рибосомные белки должны располагаться преимущественно на компактно свернутой высокополимерной РНК. Это значит, что белки занимают преимущественно периферическое положение на ядре РНК. [c.104]

Впервые этот принцип организации рибосомы был выведен И. Н. Сердюком и др. из экспериментов по измерению радиусов инерции (Rg) рибосомных субчастиц. Прежде всего, радиус инерции, измеренный методом диффузного малоуглового рассеяния рентгеновских лучей, оказался существенно меньше, чем можно было ожидать из размеров (объема) субчастицы, если бы она была однородно плотным телом. Отсюда следовал вывод, что электронно более плотный компонент частицы (РНК) локализуется преимущественно ближе к центру тяжести частицы, в то время как менее плотный компонент (белок) имеет тенденцию располагаться в среднем ближе к периферии. Далее, измерение радиусов инерции рибосомных субчастиц с помощью разных типов излучения (рентгеновские лучи, нейтроны, свет) показало, что чем больше вклад белкового компонента, по сравнению с РНК, в рассеяние (относительная рассеивающая доля белка растет в вышеуказанном ряду типов излучения), тем больше значение радиуса инерции частицы (рис. 62). Наконец, применение нейтронного рассеяния частиц в растворителях с разной рассеивающей способностью для нейтронов (разным соотношением НаО и DaO) позволило прямо измерить радиус инерции РНК и белкового компонента in situ в отдельности. Дело в том, что Н2О и D2O сильно различаются по рассеивающей способности для нейтронов, а рассеивающие способности биологических макромолекул занимают проме- [c.104]

Сшитые таким путем пары белков выделяются, дисульфидные связи восстанавливаются, и индивидуальные белки идентифицируются элект-рофоретически. Следующие пары белков, сшиваемых в 308 субчастице даже короткими реагентами, отмечаются особенно часто 82-83, 83-810, 84-85, 54-817, 85-88, 88-815, 86-818, 818-821, 87-89, 87-513, 813-519 все это, по-видимому, непосредственные соседи на рибосоме. Следует отметить также некоторые пары, образуемые при использовании более длинных реагентов 53-55, 83-59, 54-58. [c.107]

Общая схема соседствования белков рибосомной 305 субчастицы, как следует из описанных выше подходов, представлена на рис. 63 (кружки, обозначающие сшиваемые белки, соединены линиями, а те, что являются соседями на РНК, помещены в четырехугольники). [c.107]

Другой путь измерения расстояний между белками основан на использовании нейтронного рассеяния рибосомными частицами с избирательно дейтерированными парами белков. Так как протонированные белки и дейтерированные белки по-разному рассеивают нейтроны, то из сравнения рассеяния от немеченых и меченых частиц можно выделить вклад именно дейтерированной пары, а из него оценить как расстояние между центрами масс двух белков, так и степень вытянутости (компактности) каждого белка in situ. Подбирая состав растворителя (соотношение H2O/D2O) так, чтобы скомпенсировать рассеяние от протонированного белка, можно еше более усилить видимый вклад дейтерированной пары. Используя измеренные расстояния между центрами масс белков в многочисленных дейтерированных парах, Р. Мур и Д. Энгельман с сотр. применили геодезический метод триангуляции для построения модели трехмерного расположения рибосомных белков в 30S субчастице Е. oli (рис. 64). Эти данные показывают, что действительно белки S7, S9 и S10 образуют одну тесную группу, а белки S4, S5, S8 и S12 сгруппированы в другой кластер близких белков белок S3 находится между ними (ср. с рис. 63). Полученные результаты явились одним из наиболее точных и фунда- [c.108]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология