Активированные аминокислота

Cтраница 2

В последние годы работами ряда лабораторий ( Замечник, Хогланд с сотрудниками, Липман с сотрудниками п Берг) установлено, что в клетке аминокислоты не существуют в свободном виде, а целиком связаны с полинуклеотндной цепочкой РНК-переносчика. Установлено, что реакция аминокислот вначале с АТФ, затем активированных аминокислот с РНК-переносчиком всегда предшествует внедрению аминокислот в белки рибосом. [16]

Ранее мы приводили соображения, из которых следует, что синтез белка должен осуществляться в рибосомах при участии активированных аминокислот и молекул-адаптеров. Подобной молекулой-адаптером, в состав которой входит активированная аминокислота, служит аминоацил - РНК. Необходимым этапом синтеза является перенос этого комплекса в рибосому и сборка белковой молекулы на РНК-матрице. Этот процесс катализируется особым ферментом переноса, который, по-видимому, обладает малой специфичностью. Аналогично фермент из кролика катализирует перенос аминоацил - РНК бактерии в рибосомы кролика. [17]

Нуклеиновые кислоты имеют первостепенное значение в биосинтезе белка. На основании имеющихся данных строение дезоксирибонуклеиновой кислоты, по-видимому, определяет специфичность синтеза рибонуклеиновой кислоты; на поверхности последней при участии ряда энзимов и кофакторов в соответствии с ее структурой располагаются в определенной последовательности активированные аминокислоты, которые затем соединяются друг с другом кислотноамидными ( пептидными) связями в полипептидную цепь. Такое формирование полипептидной цепи на частице рибонуклеиновой кислоты, имеющей определенную структуру, приводит к образованию специфической белковой молекулы, как бы отлитой на рибонуклеиновой модели. [18]

Первая стадия заключается в активировании аминокислоты, которая должна присоединиться. На второй стадии активированные аминокислоты соединяются в определенной последовательности в пептидную цепь. На третьей стадии происходит специфическое пространственное складывание каждой белковой молекулы. По Полингу и Корей ( 1951) полипептидные цепи во многих глобулярных белках частично представлены а-спи-ралями. На каждый виток спирали приходится 3 7 остатка аминокислот, которые связаны водородом между NH - и СО-группами. [19]

Этапы синтеза белка. [20]

Ориентировочно можно наметить четыре основных этапа этого процесса. На первом этапе происходит активирование аминокислот, подлежащих соединению между собой в пептидные цепи. Третий этап состоит в упорядоченном сочетании активированных аминокислот, расположении их в заданном порядке и замыкании пептидных связей. [21]

Сополиконденсацией можно готовить гетерополиаминокислоты, причем, как правило, получается полипептид со статистическим распределением1 аминокислотных остатков по всей цепи. Для этой цели подходит и метод термической полимеризации. Само собой разумеется, можно применять и активированные аминокислоты. Наилучшие результаты получаются при применении метода N-карбоксиангидридов. [22]

В нормальных растениях при помощи АТФ свободные аминокислоты переходят в аминоациладенилат. Затем с помощью информационной РНК ( образовавшейся здесь системой - аденозинофосфат аминоацил РНК) происходит переброска активированных аминокислот в рибосомы. На рибосомах идет синтез белка. В обработанных гербицидами растениях происходит нарушение белкового обмена. [23]

ДНК и другими клеточными элементами было предсказано в нашей лаборатории Спириным еще в 1957 г. Однако доказательства действительного существования этой особой разновидности РНК были даны за последние 2 - 3 года. Разработаны методы ее выделения, определена некоторая химическая характеристика и оказалось, что по всем химическим и физико-химическим показателям информационная РНК отличается и от растворимой РНК, переносящей активированные аминокислоты, и от высокополимерной РНК, входящей в состав рибосомнои частицы. [25]

Экстракты гороха, которые катализируют приведенные выше реакции, в присутствии фракции, содержащей s - PHK, катализируют также образование соединений типа аминокислота - поли-нуклеотид. Исследования, в которых использовали ферментные препараты из животных и микроорганизмов, показали, что в присутствии активирующего фермента, АТФ, s - PHK и ионов магния аминокислоты связываются с s - PHK. Получены достоверные данные, что аминокислота и s - PHK соединены эфирной связью, образованной гидроксильной группой концевого аденозина s - PHK в положении 2 или 3 ( см. стр. Синтетические амииоацил-аденилаты в присутствии s - PHK образуют аминоацил - РНК - Таким образом, s - PHK является, по-видимому, акцептором активированных аминокислот. [26]

По меньшей мере часть s - PHK включается в рибосомы, доставляя туда активированные аминокислоты. Ее функция заключается в соединении с одной определенной, специфической для нее аминокислотой. Попадая в рибосому, транспортная РНК прикрепляется к РНК-матрице, вероятно, путем специфического спаривания оснований. Предполагают, что в результате прикрепления молекул транспортной РНК к матрице активированные аминокислоты располагаются в пространстве в таком порядке, который стереохимически благоприятствует возникновению связей между ними и образованию белковой молекулы. [27]

Однако процесс синтеза нельзя представлять себе как непосредственное присоединение аминокислот к рибосомной РНК и простое сшивание их друг с другом. Во-первых, трудно понять, каким образом четыре типа оснований в РНК независимо от геометрии молекулы могут служить непосредственно матрицей для 20 разных аминокислот и определять их последовательность. По-видимому, необходимо постулировать существование молекул-адаптеров, которые, с одной стороны, специфически соединяются с аминокислотами, а с другой - выбирают соответствующие места на матрице. Во-вторых, как было указано в разд. II, химическое равновесие при синтезе белков из обычных аминокислот сдвинуто в сторону гидролиза. Поскольку для протекания эндотермической реакции необходим источник энергии, белки могут образовываться только из активирован ных аминокислот. Экспериментально было показано, что синтез белка действительно происходит при участии молекул-адаптеров и активированных аминокислот. [28]

Страницы: 1 2