Посттрансляционная модификация белков
После того как пептидная цепь отходит от рибосомы она должна принять свою биологически активную форму, то есть свернуться определенным образом, связать какие-либо группы и т. п. Реакции превращения полипептида в активный белок называются процессинг или посттрансляционная модификация белков.
Посттрансляционная модификация белков
К основным реакциям процессинга относятся:
- Удаление с N-конца метионина или даже нескольких аминокислот специфичными аминопептидазами;
- Образование дисульфидных мостиков между остатками цистеина;
- Частичный протеолиз — удаление части пептидной цепи, как в случае с инсулином или протеолитическими ферментами ЖКТ;
- Присоединение химической группы к аминокислотным остаткам белковой цепи:
- фосфорной кислоты — например, фосфорилирование по аминокислотам Серину, Треонину, Тирозину используется при регуляции активности ферментов или для связывания ионов кальция;
- карбоксильной группы — например, при участии витамина К происходит γ-карбоксилирование глутамата в составе протромбина, проконвертина, фактора Стюарта, Кристмаса, что позволяет связывать ионы кальция при инициации свертывания крови;
- метильной группы — например, метилирование аргинина и лизина в составе гистонов используется для регуляции активности генома;
- гидроксильной группы — например, присоединение ОН-группы к лизину и пролину с образованием гидроксипролина и гидроксилизина необходимо для созревания молекул коллагена при участии витамина С;
- йода — например, в тиреоглобулине присоединение йода необходимо для образования предшественников тиреоидных гормонов йодтиронинов;
- Включение простетической группы:
- углеводных остатков — например, гликирование требуется при синтезе гликопротеинов;
- гема — например, при синтезе гемоглобина, миоглобина, цитохромов, каталазы;
- витаминных коферментов — биотина, ФАД, пиридоксальфосфата и т. п.
- Объединение протомеров в единый олигомерный белок, например, гемоглобин, коллаген, лактатдегидрогеназа, креатинкиназа.
Фолдинг белков
Фолдинг — это процесс укладки вытянутой полипептидной цепи в правильную трехмерную пространственную структуру. Для обеспечения фолдинга используется группа вспомогательных белков под названием шапероны (chaperon, франц. — спутник, нянька). Они предотвращают взаимодействие новосинтезированных белков друг с другом, изолируют гидрофобные участки белков от цитоплазмы и «убирают» их внутрь молекулы, правильно располагают белковые домены.
В целом шапероны способствуют переходу структуры белков от первичного уровня до третичного и четвертичного.
При нарушении функции шаперонов и в отсутствии фолдинга в клетке формируются белковые отложения — развивается амилоидоз. Насчитывают около 15 вариантов амилоидоза.