Транслокация белковых молекул

Предшественники белков, экспортируемых через цитоплазматическую мембрану, синтезируются на связанных с ней полисомах. Они большего размера и имеют дополнительную гидрофобную последовательность на N– конце пептидной цепи. Молекула транслоцируется через мембрану по мере её синтеза. Процессинг предшественников осуществляется с помощью мембранно – связанных сигнальных пептидаз после пересечения белком мембраны. Детали механизма транспорта белков еще окончательно не установлены. Существуют ряд моделей, с помощью которых пытаются объяснить этот процесс. Согласно принятой сигнальной гипотезе транслокация белка происходит через пассивный белковый канал, образуемый специфическими рецепторными белками мембраны при взаимодействии с ней сигнального пептида секретируемого белка. Для транслокации используется энергия элонгации полипептидной цепи на рибосомах. Согласно другим моделям транслокация осуществляется непосредственно через липидный бислой. Мембранно – триггерная модель предполагает самосборку и изменение конфигурации белка при его переходе из водной среды в мембрану. Ряд данных свидетельствует о необходимости для транспорта экспортируемых белков одновременного синтеза липидов. В 1982 году Несмеяновой была предложена модель сопряжённой транслокации белка и фосфолипидов, которая предполагает активную роль фосфолипидов мембран, выступающих в качестве лидеров в транслокации белка. Согласно этой модели гидрофильный участокN– концевого сигнального пептида секретируемого белка, который синтезируется на рибосомах. Инициирует связь белка с мембраной путём образования ионного взаимодействия между его положительно зараженным участком и отрицательно заряженным фосфолипидом, например кардиолипином внутренней поверхности цитоплазматической мембраны. Гидрофобный участок сигнального пептида внедряется в мембрану в форме петли. Экранирование заряда фосфолипида и высокая подвижность жирных кислот – необходимое условие для такого внедрения. Результатом взаимодействия сигнального пептида с фосфолипидами является инициация их трансмембранного движения. При этом взаимодействии заряд фосфолипида гасится, и, теряя гидрофильные свойства, фосфолипид приобретает способность передвигаться в гидрофобную область мембраны и увлекает за собой связанный с ним пептид. При этом вновь синтезируемый белок и фосфолипид способствуют движению друг друга. Сигнальный петид за счёт сил, которые возникают в процессе синтеза на рибосомах, толкает фосфолипид, который в свою очередь тащит за собой белок. Можно предположить, что взаимодействие синтезируемого белка с фосфолипидом инициирует потерю мембраной бислойной конфигурации. При «флип – флоп» движении фосфолипидов образуется гидрофильный липидный канал, через который основная гидрофильная часть белка линейно транслоцируется по мере синтеза, протаскиваемая движущимися фосфолипидами с заякоренным сигнальным пептидом. На внешней стороне цитопалзматической мембраны сигнальный пептид отщепляется сигнальной пептидазой.