Джефферсон - Сборник упражнений и задач - 2000 / Student Guide22

178 Глава 22: Cинтез белка, внутриклеточный транспорт и деградация белков

…………..(6) связей до формирования правильной конформации. Другим представителем белков этого класса является пептидил………………….(7) изомераза (ППИ), которая катализирует перестройку конфигурации пептидной связи около пролина из …………………….(8) и в обратном направлении. Подобная активность была также найдена у циклофилинов. Второй класс -

…………….(9). Эти белки способны узнавать и связывать частично …………….(10) белки. Шапероны связываются с выходящим из рибосом белком и ……………..(11) неправильный фолдинг; в случае правильного фолдинга они отделяются от данного белка и для этого процесса необходим гидролиз ………………(12). Шапероны оказывают влияние на …………..(13) и

…………….(14) фолдинга. Структура окончательно свернутого белка определяется его аминокислотной последовательностью. Прионы - …………..…………(15) частицы белковой природы, вызывающие возникновение многих неврологических …………………..(16) болезней; они образуются из устойчивой к ………………………(17) формы нормального белка (PrP).

............(18), заражающий мышей почесухой PrPsc и его нормальный «двойник» PrPc имеют одинаковую аминокислотную ……………………(19), но обладают различной

…………………….(20) конформацией. Форма PrPsc легко образует агрегаты, которые приводят к формированию ……………..(21) бляшек. Имеются доказательства того, что форма PrPsc вызывает превращение нормального …………….(22) в прионовую форму. Эта аномально свернутая форма затем оказывает действие подобно ……………(23) агенту.

Ответы: (1) амино; (2) конфигурацию; (3) минут; (4) облегчает; (5) дисульфид; (6) S-S; (7) пролин;

(8) цис в транс; (9) шапероны; (10) развернутые; (11) предотвращают; (12) АТР; (13) скорость; (14) путь; (15) инфекционные; (16) дегенеративных; (17) протеиназе; (18) прион; (19) последовательность; (20) пространственной; (21) амилоидных; (22) белка; (23) инфекционному.

Эндоплазматический ретикулум

Не все белки, синтезирующиеся в цитоплазме, остаются в ней. Многие должны быть транспортированы в клеточные мембраны или пузырьки, или высвобождены из клетки. Эндоплазматический ретикулум …………..(1) представляет собой комплекс из сети взаимосвязанных структур, которые под ………………..……..(2) микроскопом имеют вид плоского мешка. Эта мембранная структура отделяет ……………...(3) ЭР от …………….(4). Внешний вид шероховатого ЭР обусловлен присутствием ………………….(5), тогда как отсутствие последних дало название гладкому ЭР. Белки, предназначенные для адресной доставки в различные компартменты клетки, (за …………….(6) цитоплазмы, ядра и митохондрий) сначала поступают в полость шероховатого ЭР. Транспортируемые этим путем белки содержат на N-конце ………….(7)

последовательность, состоящую из примерно 25 аминокислот, и обладающую характерными свойствами. Лидерная последовательность, синтезируемая на свободной рибосоме, сразу же узнается сигнал …………….(8) частицей (SRР), которая останавливает элонгацию пептида. Лидерная последовательность и образующийся полипептид переносятся ………….(9) мембрану

Глава 22: Cинтез белка, внутриклеточный транспорт и деградация белков	179

ЭР. Рецепторы для SRР, известные как ……..………….(10) белки, используют энергию, высвобождаемую при гидролизе …………..….(11). Полипептид-транслоцирующая пора называется

…………..……..(12). Cвязанная с ней сигнальная ……………….(13) отщепляет лидерную последовательность. Гликозилирование включает присоединение …………….(14) к белку, происходящее, как правило, через NН2-группу …………(15) или ОН-группу серина и

…………….(16). N-гликозилирование осуществляется в ….……….(17) и включает транслокацию сахаров в виде …………(18) фосфата. Из просвета ЭР белок …………..(19) в транспортные

……………(20) и отправляется в аппарат Гольджи путем …………(21) с мембраной.

Ответы: (1) ЭР; (2) электронным; (3) полость; (4) цитоплазмы; (5) рибосом; (6) исключением; (7) лидерную; (8) распознающей; (9) через; (10) докинг; (11) GTP; (12) транслоконом; (13) пептидаза; (14) сахара; (15) аспарагина; (16) треонина; (17) ЭР; (18) долихол; (19) упаковывается; (20) везикулы; (21) слияния.

Аппарат Гольджи

Аппарат Гольджи получает белки из ………..(1) и отправляет их по назначению, при помощи отпочковывающихся ……………..(2). Аппарат Гольджи …………….(3) белки и переносит их в пузырьки, доставляющие свое содержимое «по адресу». Секреторные белки могут освобождаться

……………(4) по мере их синтеза, например, ………………..(5) белки; ………………(6) ферменты освобождаются в ответ на некоторые ….……………(7). Сигналами для адресной доставки белков могут слудить ……………...(8) часть молекулы, как это имеет место в ……………….(9) белках или ………..…………(10), узнающих мотивы структурной организации или последовательности белка. Лизосомные белки ……………..(11) по олигосахаридной части молекулы и после первоначального отпочковывания из аппарата Гольджи сливаются с другими “сортирующими пузырьками”, в которых происходит диссоциация фосфорилированных групп от рецептора, после чего последний …………….(12) обратно в аппарат Гольджи, а белки доставляются в лизосомы. Болезни, связанные с …….………(13) в этом ………….……….(14), имеют серьезные клинические проявления. Белки и ……………(15), предназначенные для ........………….(16) мембраны, обрабатываются, проходя через ЭР и аппарат Гольджи. При доставке к плазматической мембране

…………….(17) мембранные белки, встраивающиеся в …………….(18), становятся частью

……………..(19). Полипептидная цепь этих белков содержит ....………….(20) последовательность, которая фиксируется в ……………(21) внутренней части бислоя. Этот целый фрагмент ЭР далее

....………….(22) в плазматическую мембрану в той же самой ………….(23), как и в ЭР. Пептиды, которые ......................………….(24) мембрану, имеют...…..……….(25) внутренние лидерные и якорные сигналы. Другой тип транслокации используется при доставке белков в …………(26)

или хлоропласты растительных клеток. Эти белки синтезируются на свободных рибосомах в виде

………………..(27). Шапероны присоединяются к этим пребелкам и удерживают их в

…………….(28) форме. В такой вытянутой форме белок может пройти через митохондриальную

180	Глава 22: Cинтез белка, внутриклеточный транспорт и деградация белков

мембрану. В процессе транслокации через митохондриальную мембрану участвуют мембранные белки…………….(29). Этот путь может различаться у белков, доставляемых в различные участки митохондрий.

Ответы: (1) ЭР; (2) пузырьков; (3) сортирует; (4) постоянно; (5) сывороточные; (6) пищеварительные; (7) стимулы; (8) углеводная; (9) лизосомных; (10) рецепторах; (11) фосфорилируются; (12) возвращается; (13) дефектами; (14) пути; (15) липиды; (16) плазматической; (17) интегральные; (18) бислой; (19) ЭР; (20) якорную; (21) гидрофобной; (22) транспортируется; (23) ориентации; (24) несколько раз пронизывают; (25) множественные; (26) митохондрии; (27) пребелков; (28) развернутой; (29) рецепторы.

Заполните следующее

Деградация белков

Деградация белков происходит во всех клетках, стимулируя ……………..(1) этих биополимеров, когда “старые” молекулы белка заменяются новосинтезируемыми с высокой ………………….(2)

этого процесса. Промежуток времени между ……….(3) и …………..(4) белков может сильно варьировать. Важным является разрушение тех белков, которые имеют ……………(5)

аминокислотную последовательность или подверглись …………..(6) под действием химических агентов. Кроме того, некоторые белки синтезируются для функционирования в течение короткого

…………(7) промежутка времени. Этим отчасти можно объяснить быстрое обновление белков, участвующих в …………………(8) регуляции. Вполне возможно, что чувствительный и

Глава 22: Cинтез белка, внутриклеточный транспорт и деградация белков	181

постоянный контроль ……….………(9) белка, который разрушается вскоре после синтеза, осуществляется путем регуляции ……………(10) их синтеза. ………….(11), контролирующие протекание определенных метаболических этапов, также относятся к этой категории, тогда как

……………..……(12) белки не подвержены такой регуляции. Селективное разрушение многих белков осуществляется при помощи механизма, в котором участвует белок ……..…….(13). Ковалентном связывание убикитина с белком-мишенью …………………...(14) процесс деструкции последнего.

Ответы: (1) обновление; (2) селективностью; (3) синтезом; (4) деградацией; (5) неправильную;

(6) повреждению; (7) запрограммированного; (8) метаболической; (9) уровня; (10) скорости; (11) Ферменты; (12) структурные; (13) убикитина; (14) инициирует.

Обзор вопросов в конце главы 22

∙Триплетность кодонов позволяет составить 64 комбинации четырех азотистых оснований. Если бы для каждой аминокислоты существовал только один кодон множество комбинаций остались бы неиспользованными.

∙Есть некоторая гибкость в необходимости точного соблюдения комплементарного спаривания всех трех оснований между кодоном и тРНК. Первое основание антикодона (5′-конец тРНК) не обладает способностью к точному образованию пар. Такой механизм известен как неоднозначное соответствие.

∙В соответствии с правилом записи последовательности оснований в нуклеиновых кислотах (РНК и ДНК) в направлении от 5′ ê 3′-концу, последовательность оснований кодона мРНК записывается слева направо а антикодона в тРНК - наоборот.

∙Смысл точного воспроизводства основан на правильном спаривании оснований.

∙GTP обеспечивает процесс трансляции энергией и участвует в трех этапах: формировании инициаторного комплекса, доставке молекул аминоацил-тРНК и стадии транслокации.

∙Символы Е, Р и А относятся соответственно к участку выхода и пептидильному и акцепторному участкам. Синтез начинается на Р-участке, в котором находится первый кодон мРНК и нагруженная инициаторная тРНК. Поступающая молекула тРНК, доставляющая вторую аминокислоту, присоединяется к А-участку. Пептид, содержащий вновь образованную пептидную связь, соединен с мРНК через поступившую последней молекулу тРНК. Как только произошла транслокация, предыдущая тРНК выходит из Е-участка, растущая цепь находится в Р-участке, а А-участок готов для связывания следующей аминоацил-тРНК. Динамическая модель учитывает, что пептид может всегда оставаться в одном и том же положении относительно большой субъединицы рибосомы.

182	Глава 22: Cинтез белка, внутриклеточный транспорт и деградация белков

∙У прокариот инициация может осуществляться с двух и более стартовых точек, что допускает независимую трансляцию индивидуальных мРНК полицистронной молекулы. В эукариотических системах образование трансляционного комплекса может инициироваться только в одном участке, поэтому каждая мРНК кодирует только один белок.

∙Шапероны стабилизируют структуру белков.

∙Прионовые заболевания, такие как почесуха и бычья губчатая энцефалопатия (болезнь коровьего бешенства), связаны с неправильным фолдингом белков.

∙В экскреции белков важную роль играет лидерная последовательность, которая «проводит» пептид после его синтеза на рибосоме через ЭР. Лидерная последовательность «вырезается» сигнальной пептидазой.

Дополнительные вопросы к главе 22

1.Какая аминокислотная последовательность должна кодироваться следующей последовательностью мРНК:

AUGACAAAACACUCAUGA?

2.Пометьте кружком те основания в приведенной в вопросе 1 последовательности, которые могут быть мутированы без изменения последовательности аминокислот.

3.Объясните аббревиатуру His-tRNAHis и почему His употребляется дважды.

4.Опишите процесс двойной избирательности в активации аминокислоты с образованием “нагруженных” аминокислотами молекул тРНК.

5.Что означает символ “S”, когда описываются 30S, 50S и 70S рибосомы, обнаруженные у

E.coli?

6.Какова роль последовательности Шайна-Дальгарно на мРНК?

7.К молекулам какого типа относится рибосома?

8.Какова роль IF3?

9.Что означает символ “f” в выражении fMet-tRNAfMet?

10.Сколько молекул GTP участвует в процессах инициации и трансляции 10-членного пептида у прокариот?

11.Когда происходит соединение 60S субъединицы рибосомы с 40S субъединицей в эукариотической системе?

12.Каковы общие элементы структуры типичной лидерной последовательности?

13.В чем различия между цис-стороной и транс-стороной пузырьков аппарата Гольджи?

14.Какова однобуквенная запись аминокислотного кода для следующего пептида Glu-Leu-Val-Ile-Ser-Pro-Arg-Glu-Ser-Leu-Glu-Tyr?

15.Каково значение якорной последовательности?

16.Почему шапероны поддерживают пептиды, предназначенные для митохондриального матрикса в частично развернутом состоянии?