Биологические мембраны: структурная организация, функции, модификация физико-химическими агентами - Артюхов В.Г.
ISBN 5-7455-1162-1
Скачать (прямая ссылка):
4 — пересечение мембраны трансмембранными белками. Г ли-кофорин имеет одиночный трансмембранный сегмент (а), а лак-топермеаза и бактериородопсин — несколько (б).
тг
Рис. 6. Способы прикрепления белков к мембране. Объяснения в тексте
Мембранные белки эукариот могут быть ковалентно связаны с липидами. Их подразделяют на три группы:
— белки, связанные с миристиновой кислотой (14:0): каталитическая субъединица сАМР-зависимой протеинкиназы, NADPH-цитохром Ь5-редуктаза;
— белки, связанные с пальмитиновой кислотой (16:0): родопсин, анкирин;
— белки, связанные с гликозилфосфатидилинозитолом: аце-тилхолинэстераза, 5'-нуклеотидаза, щелочная фосфатаза.
Белки, связанные с жирными кислотами, по-видимому, локализованы в основном на цитоплазматической поверхности плазматической мембраны, а белки, взаимодействующие с фосфатиди-линозитолом, — на наружной. Миристиновая кислота присоединяется к белку через амидную связь с N-концевым глицином, пальмитиновая — путем образования тиоэфирной связи с цистеином или гидроксиэфирной связи с серином и треонином. Эти аминокислотные остатки расположены внутри основной части полипептида вблизи трансмембранных участков, как правило, на цитоплазматической стороне. Связь белков с производными фосфати-дилинозитола локализована на С-концевом участке аминокислоты. Липиды присоединяются к белку либо посттрансляционно, либо одновременно с трансляцией на рибосомах (котрансляционно).
Поверхностные белки клеток млекопитающих, а также большинство рецепторов и транспортных белков почти всегда гликози-
лированы. Олигосахаридные остатки могут защищать белки от про-теолиза или участвовать в узнавании и адгезии. Выделяют две группы олигосахаридных структур мембранных гликопротеинов:
— N-гликозидные олигосахариды, связанные с белками через амидную группу аспарагина;
— О-гликозидные олигосахариды, связанные через гидроксильные группы серина или треонина.
Гликофорин А мембраны эритроцитов гликозилирован путем присоединения одного N-гликозидного олигосахарида и 15 се-рин/треонин-связанных олигосахаридов.
Наиболее детально исследован белковый состав эритроцитов млекопитающих (табл. 4).
Классической работой по электрофоретическому разделению белков мембран эритроцитов человека является исследование Фейрбанкса и соавт. (1971), в котором предложена номенклатура полипептидных полос, выявляемых в солюбилизированной с помощью додецилсульфата натрия (ДСН) мембране. Этой номенклатурой пользуется в настоящее время большинство ученых. Наличие сетчатой структуры, выстилающей внутреннюю поверхность мембраны эритроцита, было обнаружено непосредственно с помощью электронной микроскопии после обработки клеток неионным детергентом тритоном Х-100. При определенных экспериментальных условиях (в среде с высокой ионной силой и при низкой температуре) применение этого детергента позволяет полностью солюбилизировать липидный бислой и интегральные белки. При этом остается сеть белков, сохраняющая исходную форму клетки, которая представляет собой мембранный скелет (каркас) эритроцита. Он тестируется в виде двухмерной сети филаментов, длина которых зависит от особенностей приготовления препарата для микроскопии. Необходимо отметить, что белки, близкородственные компонентам цитоскелета эритроцитов, обнаружены в ряде неэритроидных клеток. В связи с универсальностью данной системы следует более подробно рассмотреть структуру и свойства некоторых цитоскелетных белков.
1.2.2. Цитоскелет (мембранный каркас)
Основными компонентами мембранного скелета эритроцита являются спектрин, актин, анкирин, а также белки полосы 4.1 и 4.9. Мембранный скелет содержит около 50 % всех белков, присутствующих в мембране.
Таблица 4
Свойства, степень ассоциации и функции некоторых эритро-цитарных мембранных белков
Пептидная Молекуляр Число Степень Функция Связь с
фракция ная масса моле ассоциации белками
субъединицы кул на
клетку,
х 10"s
Полоса 1 240000--- 2,2 Димеры Участвует в Полоса 3
(спектр ин) 260000 (а) полос 1 и 2 формировании (с полосой 1),
Полоса 2 220000 ф) образуют мембранного анкирин (с
(спектрин) тетрамеры и скелета полосой 2),
олигомеры полоса 4.1
Полоса 2.1 215000--- 1,1 Мономер Связывает спек Спектрин,
(анкирин) 166000 трин с мембра полоса 3
ной через белок
полосы 3
