Топогенез белков. Посттрансляционная модификация презентация

белков внутри клетки

- транспорт белков во внешнюю среду

изменяющим ее ковалентную структуру. Такие превращения могут происходить как ко-трансляционно (в процессе трансляции), так и посттрансляционно (после окончания биосинтеза – трансляции).
Химические модификации завершают созревание белка или видоизменяют его функциональные свойства. Обычно реакции пострансляционной модификации катализируются специфическими ферментами и являются нематричными процессами (не кодируются).
- модификации обогащают возможности изменения свойств белков;
- модификации могут быть обратимыми, что регулирует проявление активности белков в ответ на изменяющиеся условия и стимулы.

Посттрансляционная модификация

и являющегося источником тироксина – гормона, влияющего на обменные процессы в тканях.
- йодирование остатков Tyr-5, 1291. 2555, 2748
- йод атакует ОН-группу тирозина по радикальному механизму, отщепля HI и оставляя неспаренный электрон на кислороде тирозина
- электрон перемещается по ароматической системе, локализуясь в пара-положении и стимулируя разрыв связи С-СН2
- ароматический фрагмент с неспаренным электроном переносится внутримолекулярно на кислород пространственно сближенного остатка дийодтирозина
- высвобождение тироксина под действием аспартильной протеазы

1. Йодирование остатков тирозина

с ионами кальция.
Реакция состоит в прямом включении СО2 в гамма-метиленовую группу остатка глутаминовой кислоты. Протекает только в присутствии витамина К.
Реакция свойственна протромбину и другим белкам системы свертывания крови, в которых карбоксилированию повергаются несколько (обычно 10) остатков глутамата в аминоконцевом участке полипептидной цепи.
Модифицированный глутамат взаимодействует с ионами кальция, одновременно связанными с фосфолипидами клеточных мембран. Это способствует концентрированию белков системы свертывания крови на поверхности клеток, что облегчает их взаимодействие друг с другом.

2. Образование остатков γ-карбоксиглутаминовой кислоты

остеокальцине, который взаимодействует с ионами кальция на поверхности частиц гидроксилапатита – минерального компонента кости.
Аналогично модифицированы остатки глутаминовой кислоты в овокальцине и атерокальцине, некоторых белках хрящей, почечных канальцев, а также в некоторых белках рибосом, которые содержат и бета-карбоксиаспарагиновую кислоту.

Дефицит витамина К или присутствие его ингибиторов (декумарина) блокирует гамма-карбоксилирование, что приводит к торможению свертывания крови и других взаимодействий.

2. Образование остатков γ-карбоксиглутаминовой кислоты

углеводного компонента гликопротеины можно разделить на 2 класса: протеогликаны и гликопротеины.
Протеогликаны имеют полипептидную цепь, плотно унизанную олигосахаридными цепочками, молекула в целом выступает подобно разветвленному полисахариду, ее полипептидный скелет постоянно скрыт.
В гликопротеинах полипептидная цепь формирует пространственную структуру, свойственную белкам, а углеводные компоненты присоединены к белковой глобуле.

3. Гликозилирование белков

аспарагина в составе полипептидной цепи. Первым звеном углеводного компонента всегда оказывается N-ацетилглюкозамин.

N-гликозидная связь легко расщепляется в кислой среде.

В гликопротеинах к остатку N-ацетилглюкозамина присоединен 1-4-связью еще один остаток N-ацетилглюкозамина, далее следуют несколько остатков маннозы, могут встречаться остатки N-ацетилглюкозамина, галактозы, нейраминовой кислоты, фукозы и некоторые другие моносахаридные звенья.
Антибиотик туникамицин блокирует N-гликозилирование белков.
Гликопептидаза F избирательно отщепляет олигосахариды от N-гликопротеинов.
Модификации подвергаются секреторные белки, попадающие в ЭПР.

3. Гликозилирование белков

N-ацетилглюкозамин

или треонина в составе полипептидной цепи. Первым звеном углеводного компонента всегда оказывается N-ацетилгалактозамин.

О-гликозидная связь легко расщепляется в щелочной среде.

Модификации подвергаются муцины (вещества, определяющие группу крови).

В иммуноглобулинах встречаются одновременно оба типа гликозилирования.

3. Гликозилирование белков

N-ацетилглюкозамин

группы остатков серина и треонина. Фосфорилирование тирозина наблюдается значительно реже.

Фосфоэфирные связи фосфопротеинов могут гидролизоваться ферментами - фосфопротеинфосфатазами.

Фосфорилирование белков – обратимый процесс, регулирующий активность белков. происходит в области контакта субъединиц или доменов.

4. Фосфорилирование белков