50. Посттрансляционные модификации белков (из интернета).

Посттрансляционная модификация — это модификация белка после его трансляции (синтез белка из аминокислот на матрице информационной (или матричной) РНК на рибосоме); П.м. – это процесс формирования вторичной, третичной и четвертичной структуры белка, который совершается при участии ферментов и с затратой энергии.

Модификации происходят в ЭПР и аппарате Гольджи. Некоторые в цитозоле.

Описано более 100 различных посттрансляционных модификаций белков. Роль большинства этих модификаций не выяснена; некоторые из них случайны и, по-видимому, не имеют функционального значения, но есть и такие, которые важны для жизни клетки, так как они тщательно контролируются специфическими ферментами.

Белок представляет собой полипептидную цепь, состоящую из аминокислот. После трансляции посттрансляционная модификация расширяет функциональный состав белка посредством дополнительного присоединения таких групп, как ацетатная (ацетилирование) или фосфатная (фосфорилирование) группы, а также липидов и сахаров (гликозилирование). Посттрансляционная модификация может также включать изменение химической природы аминокислоты или образование дисульфидной связи в белке. Специфические пептидазы могут отщеплять небольшие фрагменты белка с N-конца или разрезать полипептидную цепь в середине. Например, молекула инсулина после трансляции дополнительно видоизменяется образованием внутримолекулярной дисульфидной связи, после чего из середины цепи вырезается фрагмент, что превращает проинсулин (является предшественником в процессе биосинтеза инсулина) в активный инсулин.

Фосфорилирование представляет собой одну из наиболее распространённых посттрансляционных модификаций. Это механизм, контролирующий поведение многих белков (например, активирование или инактивирование фермента). Фосфорилирование представляет собой наиболее общий и важный механизм быстрой и обратимой регуляции белковых функций. Исследования животных клеток выявили, что примерно одна треть всех клеточных белков ковалентно модифицирована фосфорилированием. Фосфорилирование белков и последующее их дефосфорилирование действуют совместно в сигнальных путях и вызывают быстрые изменения в ответ на воздействия гормонов, факторов роста и нейротрансмиттеров. Фосфорилированием также контролируется дифференциация и развитие клеток, а в определенных случаях и метаболизм.

По сравнению с ацетилированим и фосфорилированием, гликозилирование является более узко направленной модификацией, необходимой для поддержания структурной целостности белков.

Среди известных в настоящее время модификаций описана одна, чрезвычайно важная для доставки белков к месту назначения. Присоединение жирной кислоты к белку направляет его к определенным мембранам, обращенным в цитозоль.

Определенные ковалентные модификации, происходящие в цитозоле, обратимы и служат для регуляции активности многих белков. Многие клеточные процессы регулируются путем обратимого фосфорилирования-дефосфорилирования белков.

Посттрансляционные модификации включают в себя фосфорилирование факторов транскрипции протеинкиназами, гликозилирование, N-концевое ацилирование, циклизацию N-концевого остатка с образованием пироглутаминовой кислоты, C-концевое аминирование последовательностей освобождающихся пептидов, гидроксилирование, метилирование различных остатков аминокислот.

Посттрансляционные модификации играют большую роль в регуляции тонких процессов жизнедеятельности. Способность быстро модифицировать функциональный белок, добавляя или снимая с его поверхности физиологически активные группы с помощью специфических ферментов, тем самым меняя заряд на его поверхности, конформацию и другие физико-химические свойства, позволяет использовать эти модификации в качестве «переключателя» во многих клеточных процессах.