Гилберт с. Биология развития: в 3-х т. Т. 2: Пер. С англ. – м.: Мир, 1994. – 235 с.

__________________ ТРАНСЛЯЦИОННАЯ И ПОСТТРАНСЛЯЦИОННАЯ РЕГУЛЯЦИЯ РАЗВИТИЯ____________________ 225

ные последовательности аминокислот, которые специфичны для апикального и базального участков клеточной мембраны.

Одной из таких модификаций является ковалентное присоединение к белку маннозо-6-фосфата. Этот сахар играет роль адресной метки, по которой собираются гликопротеиды для лизосом. Маннозо-6-фосфат узнается рецепторами в определенных областях эндоплазматического ретикулума, благодаря чему там концентрируются ферменты, имеющие эту адресную метку. Затем эта область ретикулума отпочковывается и образует лизосому (Sly et al., 1981). Если модификация не происходит, то эти белки выделяются из клетки. Доказательством этого служит летальный генетический синдром. I-клеточная болезнь, при которой у больных нарушена способность присоединять к белкам адресную метку из маннозо-6-фосфата. У этих больных в лизосомах отсутствуют соответствующие ферменты, которые ошибочно выделяются в кровь.

Для некоторых белков имеются специфичные связывающие полипептиды, которые локализуют эти белки в определенных областях клетки. В печени мыши ß-глюкуронидаза находится и в лизосомах, и на эндоплазматическом ретикулуме. Метка маннозо-6-фосфата может направить этот фермент в лизосомы, однако в печени ß-глюкуронидаза может быть присоединена к эндоплазматическому ретикулуму с помощью белка игазина (Swank, Paigen, 1973), который специфически узнает этот фермент. На эндоплазматическом ретикулуме клеток печени у мутантной мыши, лишенной игазина, ß-глюкуронидаза не обнаруживается (Lusis et al., 1976). Локализация ß-глюкуронидазы в клетках разных типов обычно различается. Такие ткани, как печень и почки, богаты игазином и имеют ß-глюкуронидазу на эндоплазматическом ретикулуме. Напротив, клетки мозга и селезенки, по-видимому, полностью лишены игазина и содержат всю ß-глюкуронидазу в лизосомах (Lusis, Paigen, 1977). Таким образом, внутриклеточная локализация белков регулируется посттрансляционно и может быть различна в разных тканях.

Адресование белков в ядра и митохондрии

Накопление конкретного белка в ядре включает в себя избирательное проникновение этого белка в ядро и избирательное удержание тех белков, которые вошли в ядро (Dingwall et al., 1982; Kalderon et al., 1984). Эти свойства определяются, очевидно, специфическими аминокислотными последовательностями в белке. В 1984 г. в ядерном белке была идентифицирована последовательность из семи аминокислот, которая могла изменить локализацию исходно цитоплазматического белка (Kalderon et al., 1984). Этим ядерным белком был Т-антиген вируса SV40. Известно, что при мутации в гене этого белка, приводящей к замене лизина в положении 128 на другие аминокислоты, данный белок остается в цитоплазме. Такое наблюдение свидетельствовало о том, что аминокислотная последовательность вокруг положения 128 является сигналом для ядерной локализации. Эту гипотезу проверили в прямом эксперименте, сконструировав рекомбинантную плазмиду, которая объединила почти весь ген для цитоплазматического фермента пируваткиназы и последовательность из 75 пар оснований, кодирующую аминокислоты 114-138 в Т-антигене вируса SV40.

Рекомбинантные плазмиды с помощью микроинъекций вводили в клетки культуры ткани. В некоторых случаях гибридный ген включался в хромосомы, транскрибировался и транслировался в белок, который состоял из пируваткиназы, присоединенной к 25 аминокислотам Т-антигена. При окраске этих клеток флуоресцирующими антителами к пируваткиназе этот белок обнаруживался в ядре (рис. 14.30, ,4). Уменьшение размеров последовательности из гена для Т-антигена позволило получить разные белки. Рис. 14.30 показывает, что за способность локализоваться в ядре отвечает последовательность с выраженными основными свойствами, состоящая из семи аминокислот: Про–Лиз–Лиз–Лиз–Apг–Лиз–Вал.

Это не означает, что каждый ядерный белок использует данную конкретную последовательность для своей локализации или что каждое ядро узнает этот аминокислотный сигнал. Разные ядерные белки имеют различные сигналы для узнавания ядер (Hall et al., 1984; Davey et al., 1985).

Адресование белка в митохондрии еще более усложнено, так как в самой митохондрии имеется четыре отдельных компартмента. Белок может быть направлен на внешнюю или внутреннюю митохондриальные мембраны, в пространство между мембранами или во внутримитохондриальный матрикс (рис. 14.31). В отличие от адресных последовательностей, направляющих белки в ядро, большинство митохондриальных белков направляются аминокислотными последовательностями, которые могут быть легко отделены от зрелого белка (аналогично сигнальным последовательностям для локализации белков в эндоплазматическом ретикулуме). Идентификация этих адресных последовательностей была осуществлена с помощью методик, сходных с теми, которые использовали для обнаружения ядерных сигнальных последовательностей (van Loon et al., 1986; Hurl, van Loon, 1986). Основным внутриклеточным адресным сигналом для митохондриальной локализации является относительно короткая