Основы молекулярной биологии. Часть 1: Молекулярная биология клетки - А.Н. Огурцов 2011

Молекулярные основы функционирования белков
Белковые ассоциаты

Мулътимерные ассоциаты белков состоят из двух или более полипептидов или субъединиц. Четвертый уровень структурной организации белков - четвертичная структура - характеризует число (стехиометрию) и относительное пространственное расположение субъединиц в мульти-мерном белке. Например, гемагглютинин - это тример, состоящий из трех идентичных субъединиц, связанных между собой нековалентными связями (рисунок 116(6)). Другие мультимерные белки также состоят из нескольких идентичных или различных субъединиц.

Мультимерная природа многих белков является определяющей для управления их функциями.

Ферменты одного метаболического пути зачастую могут быть ассоциированы как субъединицы одного большого белка, тем самым увеличивая эффективность функционирования этого метаболического пути.

Высший уровень белковых структур - это объединение белков в макромолекулярные ассоциаты. Обычно это очень большие структуры с массой порядка 1 мегадальтона (1 МДа), с размером 30-300 нм и содержащие десятки (или даже сотни) полипептидных цепей, а также, в ряде случаев, и нуклеиновые кислоты.

К таким макромолекулярным ассоциатам относятся и вирусный капсид (оболочка вируса), и жгуты филаментов цитоскелета, которые поддерживают и придают специфическую форму плазматической мембране. Другие макромолекулярные ассоциаты работают как молекулярные машины, обеспечивая большинство сложных клеточных процессов, интегрируя индивидуальные функции белков в один скоординированный процесс.

Так, транскрипционная машина, которая инициирует синтез матричной РНК (мРНК) состоит из РНК-полимеразы (которая сама является мультимерным белком) и около 50 дополнительных компонентов, включая факторы транскрипции, промотор-связывающие белки, геликазы и другие белковые комплексы (рисунок 118).

Рисунок 118 - Молекулярный комплекс инициации трансляции мРНК

Факторы транскрипции и промотор-связывающие белки правильно позиционируют РНК-полимеразу на промоторе - участке ДНК, который определяет начало транскрипции специфического гена. После того, как геликаза расплетает двойную спираль ДНК, РНК-полимераза начинает одновременно и перемещаться вдоль ДНК (транслокация), и синтезировать мРНК (транскрипция). Подробно транскрипцию ДНК мы рассмотрим во второй части книги.