Молекулярная биология. Структура и функция белков - Степанов В.М.
ISBN 5-06-002573-Х
Скачать (прямая ссылка):
нибудь протяженных контактов с белковой глобулой, за исключением немногих водородных связей вблизи точки присоединения к белку, а направлены в сторону от глобулы и погружены в окружающую гликопротеин воду. Лишь для одного из иммуноглобулинов 6 оказалось, что углеводный компонент, содержащий шесть моносаха-ридных звеньев, как бы лежит на поверхности раздела двух доменов С 2 и играет, по-видимому, роль своеобразной гидрофильной
прокладки площадью около 500 А2, не позволяя слипнуться гидрат фобным поверхностям зтих доменов (рис. 11.1). В других изученных случаях трудно говорить о структурообразующей роли углеводных компонентов.
Углеводный компонент практически никогда не участвует в, главной функции белка, т.е. не входит в состав каталитического центра или зоны связывания ферментов, активные участки регуляторных белков и т.п. Активность, измеренная для пар гликозили-рованных и негликозилированных ферментов, неизменно оказывается одинаковой. Сказанное не относится, впрочем, к случаям, когдр функция белка состоит в передаче сигнала — в таких белках нд-
264
пример в некоторых гормонах, углеводный компонент нередко .критически важен для активности.
Как уже говорилось, гликозилированйе сопровождает секрецию белков у животных, однако секреция может происходить и без гликозилирования; следовательно, включение углеводных компонентов есть результат, а не предпосылка секреции. Это хорошо иллюстрируют данные о доле гликопротеиНов среди белков, содержащихся в секрете поджелудочной железы — 4,7%, коровьем молоке — 58%, синтезируемых в печени белках сыворотки крови — 59,7%. Однако в курином яйце гликозилировано около 97% суммы белков.
По-видимому, гликозилирование важно не для структуры или функции белка как такового, а для его взаимоотношений с другими компонентами клетки или организма для его "поведения" в этих чрезвычайно сложных системах. Действительно, известно, что фосфорилирование одного из остатков маннозы в олигосахаридных структурах цитоплазматических ферментов, например внутриклеточной аспартильной протеин азы — катепсина D, "адресует" их в л изосомы. Присутствие другого моносахарида — сиаловой кислоты в гликопротеинах крови — способствует их удержанию в кровотоке; белки, подвергшиеся отщеплению концевых остатков сиаловой кислоты, быстро удаляются печенью. Например, церулоплазмин, циркулирующий в крови в среднем около 50 ч, после отщепления концевой сиаловой кислоты удаляется за несколько минут.
Несомненна физиологическая роль углеводных компонентов в гликопротеинах мембран — они неизменно располагаются в той части молекулы, которая направлена в окружающую среду, но почти всегда отсутствуют в цитоплазматических доменах этих белков. Углеводные компоненты участвуют в процессах межклеточного "узнавания", дифференциации, трансформации клеток, фагоцитозе, процессах оплодотворения, во взаимодействии клеток с вирусами, связывании гормонов с рецепторными белками.
Интересны гликопротеины антарктических рыб, понижающие точку замерзания жидкостей, — их функциональная роль вполне очевидна. В полипептидной цепи одного из них содержатся многочисленные повторы Ala—Ala—Thr, причем к гидроксильным группам треонина присоединены дисахаридные звенья галактозил-N-ацетил гал актозамина.
11.5. ФОСФОРИЛИРОВАНИЕ БЕЛКОВ. ФОСФОПРОТЕИНЫ
Белки фосфорилируют специфические ферменты — протеинки-назы, которые катализируют перенос концевого фосфата АТР на гидроксильные группы остатков серина или треонина. Значительно реже наблюдается фосфорилирование гидроксила тирозина, так что содержание фосфотирозина составляет около 0,1% суммы фос-фосерина и фосфотреонина; однако физиологическая роль этой модификации весьма велика.
НО
НО—Р=0
о
сн.
—NH—СН—со-
фосфо серии
НО
I
но—Р=0
I
0
1
сн-сн,
I
—NH—СН—СО—
Фосфо треонин
НО
I
О—Р=0
I
0
1
cfT ^сн
II I
сн сн
I
Фосфотирозин
сн,
I
-NH-CH-C0-
Фосфоэфирные -связи фосфопротеинов могут гидролизоваться специализированными ферментами — фосфопротеинфосфатаэами. Таким образом, фосфорилирование — обратимый процесс. Белок за время своего существования может многократно переходить то в фосфорили-рованную, то в дефосфорилированную форму. Эта чрезвычайно важная особенность фосфорилирования — возможность обращения модификации — обусловила роль этой реакции как механизма, позволяющего регулировать активность белка и даже целых групп белков в ответ на изменяющиеся внутри- и внеклеточные стимулы.
