Биохимия мембран. Эдоцитоз и экзоцитоз. Том 2 - Болдырева А.А.
Скачать (прямая ссылка):
белка, и приостанавливает его до тех пор, пока комплекс SRP - большая
субъединица рибо-
68
сом не приблизится к рецепторному белку мембраны. В этот" случае
сигнальный участок узнает центр связывания и "заяко-ривается" на
мембране. Синтез секреторного белка начинается, на свободных рибосомах
еще до их контакта с мембранами:-После того как на свободной рибосоме
образовался пептид из* 70-80 аминокислотных остатков, имеющих сигнальную
последовательность, синтез приостанавливается с помощью SRP. 40
аминокислотных остатков находится при этом внутри рибосомы, а сигнальный
участок выходит из большой субъединицы рибосомы. Если SRP нет, то
трансляция не прекращается и белок, появившись в цитоплазме, может быть
даже опасным для1 клетки, если это лизосомный фермент. Сигнал аза
отщепляет:' сигнальный пептид раньше, чем закончилась трансляция, но не
ранее, чем возникла последовательность из 70-80 аминокислотных остатков.
"Запрет" трансляции сохраняется до тех пор, пока не наступит контакт с
рецепторным белком мембраны ЭПР' (72 кД). Затем трансляция
возобновляется, при этом она соче1-тается с транслокацией полипептидной
цепи через мембрану..
Предполагают, что секреторные гранулы могут формироваться и на стадии
везикуляризации мембран гладкого ЭПР с последующим транспортом мелких,
транзитных везикул к аппарату Гольджи и слиянием этих везикул с
цистернами аппарата Гольджи. Мелкие везикулы совершают челночные рейсы от
ЭПР к аппарату Гольджи и обратно (опустошаются и возвращаются за новой
порцией секреторного материала). Так же вероятен транспорт вновь
синтезируемых бёлков по особым каналам, соединяющим ЭПР и аппарат
Гольджи. Надо признать, что оба механизма равновероятны, и ни один из них
экспериментально не обоснован. Затем процесс протекает так:
везикуляризации мембран цистерн аппарата Гольджи - слипание мелких
везикул в вакуоли, преобразование вакуолей в протосекреторные
("зимогенные") гранулы, которые по пути к району экзоцитоза,, т. е. к
апикальной части клеток, "созревают" (см. рис. II).
Большинство секретируемых белков синтезируется в форме предшественников с
большой молекулярной массой (например,, препроинсулин ^11,5 кД). Эти
предшественники секретируемых белков, белков-гормонов претерпевают
ограниченный про^-теолиз уже при везикуляризации мембран аппарата Гольджи
я особенно эффективно в ходе "созревания", конденсации секреторных
гранул, т. е. при слиянии первичных везикул с лизосо-мами. Другими
словами, "зрелые" секреторные гранулы, по сути дела, специфические
вторичные лизосомы, содержащие большой спектр лизосомных ферментов,
главным образом, кислые протеиназы.
Вновь синтезированный прогормон в цистернах ЭПР и аппарата Гольджи
претерпевает следующие посттрансляционные модификации: удаление
сигнального пептида, ферментативное присоединение к N-концу
гетеросахаридных цепей и образование дисульфидных мостиков, последующий
ограниченный протеолиз.
6"-
Последние три процесса протекают в различных компартментах системы ГЭРЛ.
Рассмотрение сигнальной гипотезы приводит к интересным обобщениям,
касающимся эволюции процессов секреции. Примитивная клетка не имела
органелл, а мембрана состояла лишь из липидного бислоя. Вновь
синтезированные белки с гидрофобными участками постепенно встраивались N-
концом в мембрану, оставаясь соединенными с рибосомами, при этом внутри
мембраны задерживалась гидрофобная часть молекулы пептида. В ходе
эволюции рибосомы более часто контактировали с мембранами и все более
"засоряли" мембрану пептидами, часть из них оказывалась и снаружи
мембраны.
Важным этапом эволюции мембран было отщепление сигнального участка
пептидной цепи, в результате чего мембрана приобрела липопротеиновые
комплексы. Дальнейшая эволюция секреции и транспортного механизма была
связана с появлением углублений плазмалеммы, что создавало условия для
пост-трансляционных модификаций и конденсации секреторного материала.
Вокруг углублений рибосомы располагались более густо. Инвагинации
замыкались и обособлялись от плазмалеммы, образовывался примитивный ЭПР,
а каналы связи ЭПР с плазмалеммой преобразовывались в аппарат Гольджи и
лизосомы - возникновение системы ГЭРЛ. i
На высших ступенях эволюции первоначальный способ цитозольной секреции -
путем транспорта через клеточную мембрану - перестал быть основным
способом секреции, так как возник экзоцитозный секреторный цикл.
Спонтанная периодичность секреторной активности, а также вызванная
периодичность экзоцитоза являются проявлением экономной формы
жизнедеятельности клеток. Секреция "полезных", биологически активных
веществ возникла из неспецифической экскреции, которая существовала на
ранних стадиях эволюции клеток как элемент обмена веществ между клеткой и
средой, как удаление из клетки ненужных, вредных продуктов метаболизма.
3.4. Секреция ферментов и белков
Клетки некоторых типов (особенно, лейкоциты и макрофаги) способны
секретировать по типу экзоцитоза лизосомные ферменты (см. рис. 4, 6),