Молекулярная биология гена - Уотсон Дж.
Скачать (прямая ссылка):
СИНТЕЗ БЕЛКОВ НА ОПРЕДЕЛЕННЫХ СТАДИЯХ МОЖНО ЗАТОРМОЗИТЬ С ПОМОЩЬЮ АНТИБИОТИКОВ
Многие антибиотики оказались очень полезными при изучении различных стадий, из которых складывается процесс синтеза белков На пример, пуромицин, являющийся очепь мощным ингибитором, в присутствии которого прекращается рост всех клеток, прорывает синтез белков на стадии элонгации полипептидной цепи. По своей структуре (рис. 12-25) он напоминает З'-конец нагруженной аминокислотой молекулы тРИК. Благодаря этому пуромицин способен очепь эффеитивпо связываться с A-участком рибосомы и конкурентно ингибировать нормальное связывание с этим участком молекул А АтРНК. Еще более важно то, что пептидилтрансфераза может использовать его как акцеп тор вместо обычной молекулы АА — тРНК н переносить на пего растущую полипептидпую цепь. Поскольку остаток пуромицина связывается с А-участком непрочно, растущие полипептндные цепи с концевым пуро-
Рис- 12-25- Преждевременный обрыв ноли- мицина, относительно стабильна, и поэтому пептидной цепи под действием пуромицина последующее присоединение аминокислоты не-
Пептидная связь (на которую указывает возмолшо штриховая стрелка) в молекуле пептидилпуро-
миципом отваливаются от рибосом, что приводит к образованию незаконченных полииептидных цепей разной длины.
?ще одним полезным антибиотиком является фузндиевая кислота, которая специфически ингибирует реакцию транслокации, осуществляемую с помощью фактора элонгации G Реакция, катализируемая пептида л трансфера зон, ингибируется антибиотиками снарсомицином и лилкомицином, которые специфически связываются с SOS-с у бча стицей рибосомы Б отличие от них стрептомицин, являющийся мощным инги битором инициации белкового сиитеза, связывается с ЗОЭ-субчастицей
ОДНОВРЕМЕННО С СИНТЕЗОМ ПОЛИИЕПТИДНЫХ ЦЕПЕЙ ПРОИСХОДИТ И ИХ УКЛАДКА
Б оптимальных условиях время, необходимое для синтеза полипептидной цепи, состоящей из 300—400 аминокислот, составляет у Е. coli от 10 до 20 с- Б течение этого времени растущая цепь не остается в виде беспорядочного клубка, а приобретает вскоре после начала ^ синтеза в значительной мере законченную трехмерную конфигурацию благодаря большому числу уже образовавшихся слабых связей. Таким образом, многие белки обладают почти законченной конфигурацией еще до того, как несколько последних аминокислот присоединятся к полипептидной цепи. Поэтому на рибосомах, от которых еще ие отделились их нолипентидные продукты, уже можно обнаружить незначительный уровень активности многих ферментов.
ОТДЕЛЕНИЕ ПОЛИПЕПТИДНОЙ ЦЕПИ ОТ РИБОСОМЫ ЗАВИСИТ ОТ СПЕЦИФИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ ОСВОБОЖДЕНИИ,
КОТОРЫЕ СЧИТЫВАЮТ ТЕРМИНИРУЮЩИЕ КОДОНЫ
Чтобы произошла терминация цепи, необходимо соблюдение двух условий- Бо-первых, в молекуле мРНК должен присутствовать специфический кодон, который означает, что элонгация полипептидной цепи должна прекратиться. Во-вторых, необходимо присутствие связанного с ГТФ фактора освобождения, который считывает терминирующий кодон. Причина всех этих сложностей кроется в том, что после того, как полипеп-тидная цепь достигнет своей полной длины, ее карбоксильный конец все еще остается связанным со своей адапторной молекулой тРНК.Поэтому процесс терминацни должен включать стадию, па которой происходит отщепление концевой тРНК Б результате отщепления новообразованная полн депти дна я цепь сразу же высвобождается, поскольку ее связь с рибосомой осуществляется в основном через тРНК.
Расшифровка генетического кода (гл. 13) привела к обнаружению трех кодонов, которые являются специфическими «стоп сигналами» Открытие этих кодопов послужило вначале поводом для предположения о том, что существуют особые терминирующие молекулы тРНК, т е такие тРНК, которые специфически связываются с терминирующими кодонами, но не несут никаких амипокислот, присоединенных к их З'-кон-цевому адепозину. Эти тРНК должны каким-то образом способствовать отделению от рибосомы концевой тРНК Однако результаты недавно про-веденпых экспернментов полностью исключили возможность существования таких молекул Оказалось, что терминирующие кодоны считываются специфическими белками (факторами освобождения), для действия которых требуется опять-таки присутствие ГТФ Предстоит выяснить, не являются ли эти факторы освобождения (release factors, RF) ферментами, непосредственно катализирующими отщетение концевого остатка тРНК.
ВОЗМОЖНО, ЧТО ГТФ ВЫЗЫВАЕТ КОНФОРМАЦИОПНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ В МОЛЕКУЛАХ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ ТРАНСЛЯЦИИ
Столь частое использование ГТФ на многих шшах трансляции (иницна ции, э юнгации и терминацим) требует какого то объяснения которое сделало бы более поиятнон ро ib ГТФ во всех этих процессах Не существует никаких данных, указывающих на то, что ГТФ используется при образовании какой либо ковалентной связи; следовательно, лто соединение не служит, подобно АТФ, донором эиерши 1”ГФ в отличие от АТФ играет ключевую роль в процессе нековалентного связывания различных факторов трансляции (IF2, EFT, EF-G, BF) с поверхностью рибосомы. Для осуществления такого связывания требуется именно присутствие ГТФ, тогда как реакция расщепления ГТФ до ГДФ служит сигналом для освобождения связанного фактора Таким образом, возможно, что присутствие (или отсутствие) ГГФ определяет конформациоиное состояние различных факторов трансляции Согласно этой гипотезе, присоединение ГТФ к тому нли иному фактору индуцирует в ие.ч такие конформацион-пые изменения, без которых отг ие мог бы связаться с рибосомой Соответственно гидролиз ГТФ до ГДФ приводит к тому, что молекула фактора возвращается к своей первоначальной конфигурации, в результате чего происходит ее вытеснение с поверхности рибосомы
