Автор текста – Анисимова Елена Сергеевна.
Авторские права защищены. Продавать текст нельзя.
Курсив НЕ НУЖНО зубрить.
Замечания можно присылать по почте: exam_bch@mail.ru
https://vk.com/bch_5
См. сначала параграф 57 и 82., файл «83 ТАБЛИЦЫ»
ПАРАГРАФ 83:
«Процессинг ППЦ:
модификация ППЦ после трансляции, фолдинг».
Содержание параграфа:
83. 0. Определения.
83.1. Основные виды посттрансляционной модификации: …
Примеры химической модификации: …
83.2. ФОЛДИНГ.
Значение фолдинга: …
Если фолдинг нарушается: …
Причины неправильного фолдинга: …
Причины неправильной первичной структуры белка: …
Функции шаперонов: …
83. 0. Определения.
ППЦ, образовавшаяся при трансляции (п.82), часто
после трансляции подвергается видоизменениям,
которые называются послетрансляционной или посттрансляционной модификацией белков.
Эти изменения нужны для того, чтобы:
1) белок мог выполнять свои функции
2) и для регуляции активности белков.
Кроме того, ППЦ формирует в пространстве определённую структуру,
которая называется конформацией –
см. вторичную, третичную и четвертичную структуру белка в п.55-59.
Этот процесс формирования третичной структуры ППЦ называется ФОЛДИНГОМ.
Без фолдинга ППЦ не может стать молекулой белка, способной работать (нативным белком).
Посттрансляционная модификация и фолдинг называются процессингом (созреванием) ППЦ. Не путать с созреванием (процессингом) про-РНК (п.80).
Процессинг ППЦ считается пятым (завершающим) этапом синтеза белка.
83.1. Основные виды посттрансляционной модификации:
1) Образование СЛОЖНЫХ БЕЛКОВ,
2) ОГРАНИЧЕННЫЙ ПРОТЕОЛИЗ и
3) ХИМИЧЕСКАЯ модификация.
1. Образование сложных белков (см. п.4 и 57) – это присоединение к ППЦ небелковой части (кофактора), необходимой для работы белка. Например, присоединение ГЕМА к глобиновым цепям при формировании молекулы ГЕМОГЛОБИНА (п.121).
2. Часть ППЦ может отщепляться в виде пептида (или нескольких) –
это называется ограниченным или частичным протеолизом (п.6).
После этого ППЦ может сформировать третичную структуру,
при которой молекула белка способна работать.
Основное значение ограниченного протеолиза – АКТИВАЦИЯ БЕЛКА (см. п.6).
Примеры белков, образующихся путём ограниченного протеолиза –
ПЕПСИН, трипсин, химотрипсин (см. п.61),
активные формы многих факторов свёртывания крови
и противосвёртывающей системы (см. курс физиологии),
калликреин-кининовой системы (см. п.62).
Неактивные предшественники названных белков называются так же, как и активные,
но с приставкой пре- или суффиксом –ген (например, препепсин, пепсиноген).
При протеолизе должны расщепляться строго определённые пептидные связи.
Неправильный протеолиз может привести к появлению неактивного белка
и/или появлению патогенных нерастворимых агрегатов (см. далее).
3. При химической модификации ППЦ подвергается химическим реакциям
под действием ФЕРМЕНТОВ модификации (см. п.57.).
Примеры химической модификации:
3.1. – Молекула коллагена должна подвергнуться ГИДРОКСИЛИРОВАНИЮ
(образованию гидроксильных (ОН) групп)
под действием ферментов гидроксилаз (п.26)
для того, чтобы соединительная ткань была прочной
(дёсны, стенки сосудов и т.д.).
Нарушение именно этого процесса приводит к развитию ЦИНГИ
(причиной нарушения гидроксилирования коллагена при цинге
является дефицит витамина С = аскорбиновой кислоты).
3.2. Сотни белков для регуляции их активности подвергаются присоединению и отщеплению фосфата (см. п.6 и п.58, 92),
то есть ФОСФОРИЛИРОВАНИЮ и дефосфорилированию,
под действием протеинкиназ и протеинфосфатаз соответственно,
с затратой АТФ при фосфорилировании.
3.3. –SH группы радикалов цистеина могут образовывать дисульфидные мостики (см. п.58 и 56)
3.4. При синтезе гормонов щитовидной железы йодтиронинов происходит присоединение йода (ЙОДИРОВАНИЕ) к молекулам белка-предшественника (тиреоглобулина) – см. п.104.
3.5. Кофермент НАД+, кроме никотинамида (витамина РР), содержит АДФ-рибозу, которая может переноситься от НАД+ на белки – этот процесс присоединения АДФ-рибозы к белку называется АДФ-рибозилированием.
3.6. Присоединение к ППЦ углеводного компонента называется гликозилированием и приводит к образованию гликопротеинов (п.37, 103).
3.7. Присоединение к ППЦ липидов называется.
3.8. Присоединение к ППЦ ацельных групп называется ацетилированием.
83.2. ФОЛДИНГ.
При трансляции
по мере удлинения ППЦ к ней (особенно к гидрофобным участкам) присоединяются специальные белки,
чтобы предотвратить образование неправильной конформации.
Эти белки называются ШАПЕРОНАМИ.
После отсоединения ППЦ от тРНК и мРНК по завершении синтеза ППЦ
шапероны отсоединяются от ППЦ (с затратой АТФ),
и ППЦ оказывается внутри другой молекулы шаперона,
в которой происходит образование ПРАВИЛЬНОЙ конформации молекулы белка,
правильной третичной (или четвертичной) структуры.
Этот процесс образования правильной пространственной структуры белка
называется ФОЛДИНГОМ.
Значение фолдинга:
1) фолдинг обеспечивает образование нормальных белков,
способных осуществлять свои функции,
2) и предотвращает появление в клетке белков с неправильной третичной структурой, которые могли бы привести к болезням неправильного фолдинга.
Если фолдинг нарушается:
(например, из-за дефицита шаперонов),
то в клетке появляются белки с неправильной структурой,
которые накапливаются в клетках и межклеточном веществе,
образуя плохо растворимые агрегаты («амилоиды»),
которые нарушают работу клеток и тканей, что приводит к развитию болезней,
получивших название болезней неправильного фолдинга.
Примеры болезней неправильного фолдинга:
многие нейродегенеративные заболевания
(прионовые инфекции, болезнь Альцгеймера, Хантингтона и т.д.)
Причины неправильного фолдинга:
1) нарушение работы шаперонов
(например, из-за их дефицита или мутаций в их генах),
2) появление в организме белков (см. прионы в п.86) с неправильной третичной структурой,
что может привести к тому, что нормальные белки организма с правильной первичной структурой
изменяет свою правильную третичную структуру на неправильную
(при которой они образуют нерастворимые агрегаты и повреждают клетки),
3) неправильная первичная структура белка (ППЦ),
при которой образуется белок, третичная структура которого
отличается от третичной структуры белка с правильной третичной структурой.
Причины неправильной первичной структуры белка:
3.1) значительное изменение гена, то есть мутация,
3.2) ошибки в расщеплении ППЦ после трансляции,
то есть в ограниченном протеолизе,
3.3) ошибки при сплайсинге – п.80.
Функции шаперонов:
1) формирование правильной третичной структуры
только что синтезированных белков,
2) формирование третичной структуры белков
после транспорта через мембраны
(например, после транспорта белка, синтезированного в гиалоплазме, в митохондрии:
они получают из гиалоплазмы более 95% белков, эти белки кодируются генами ядерной ДНК,
3) помогают сформировать третичную структуру тем белкам, которые утратили её при денатурации.
Поэтому количество шаперонов в клетках, которые постоянно подвергаются повышенным температурам, повышено,
а шапероны называют БЕЛКАМИ ТЕПЛОВОГО ШОКА.
Эта функция шаперонов помогает снизить негативное действие повышенной температуры на клетки.
Иначе разрушение клеток происходило бы быстрее.
При клеточном шоке происходит ускорение синтеза шаперонов (индукция – п.85).