Основы биохимии - Филиппович Ю. Б. 1999
Обмен белков
Перенос новообразованных белков через мембраны
Значительная часть синтезируемых клеткой белков в зависимости от их функционального назначения либо переносится через мембраны, либо встраивается в них. Недавно удалось расшифровать молекулярные механизмы, обеспечивающие перемещение столь больших молекул, какими являются белки. Оказалось, что проникновение белков через биологические мембраны, равно как и их встраивание в мембраны, осуществляется с помощью сигнальных пептидов. Такое предположение впервые было высказано в начале 70-х годов Г. Блобелем и Д. Сабатини и стало известно в дальнейшем как сигнальная гипотеза Блобеля. В настоящее время эта гипотеза подтверждена экспериментально.
Сигнальные пептиды представлены фрагментами полипептидных цепей белков в их N-концевой части протяженностью 15—30 аминокислотных остатков. Например, у предшественников альбумина, лизоцима и липопротеина структура сигнальных пептидов такова:
Легко заметить, что центральная часть сигнальных пептидов содержит остатки гидрофобных аминокислот, а концевые последовательности обогащены гидрофильными аминокислотными радикалами. Такая структура обеспечивает, при наличии не менее 7 гидрофобных радикалов подряд, беспрепятственное внедрение сигнальных пептидов в липопротеиновую мембрану в зоне рецептора сигнального пептида и последующий перенос белка через нее или закрепление в ней. Установлено, что перенос белков через биологические мембраны может осуществляться либо одновременно с трансляцией белка в рибосоме (котрансляционно), ибо по завершении трансляции и отделения белка от рибосомы (посттрансляционно), но в любом случае ведущая роль принадлежит сигнальному пептиду (рис. 101). Последний отщепляется по завершении переноса при участии сигналопептидазы.
Сигнальная гипотеза Блобеля позволила по-иному подойти к проблеме активного транспорта макромолекул. Однако последняя не сводится только к сигнальной гипотезе: получены данные о существовании специальных белков — поринов, обеспечивающих перенос макромолекул. Расширились представления о мембранных белках, распознающих сигнальные пептиды, а некоторые из них (М = 34 и 54 кДа) выделены и охарактеризованы; изучена группа белков (М = 68—72 кДа), заякоривающих новообразованные белки в мембране; обнаружены рибонуклеопротеиновые частицы, составленные из 7,8 РНК и нескольких (до 6) пептидов, тоже узнающие сигнальные последовательности в белках.