Структурный белок
Cтраница 2
 |
Водородные связи, образующиеся между пуриновыми и. [16] |
Однако ДНК и РНК могут образовывать и двуспиральные структуры. Такая ситуация не является совершенно необычной, поскольку структурный белок коллаген существует в виде тройной спирали: трех полипептидных цепей, закрученных одна вокруг другой и удерживаемых вместе водородными связями между цепями. [17]
Нормальная работа организма обеспечивается функциями множества взаимосвязанных генов, и мутация даже в одном из них может иметь самые разные последствия. Так, мутация, в результате которой изменяется активность того или иного фермента, может приводить к накоплению токсичного субстрата или дефициту соединения, необходимого для нормального функционирования клетки, а мутация в гене, кодирующем структурный белок, - к серьезным нарушениям на уровне клеток, тканей или органов. Кроме того, мутация в гене, экспрес-сирующемся в одной ткани, может сказаться самым серьезным образом на совсем другой ткани и привести к появлению множества симптомов. Например, мутация в гене печеночного фермента фе-нилаланиндегидроксилазы, в результате которой блокируется превращение фенилаланина в тирозин, оказывает серьезное влияние на нервную систему. [18]
Кожно-нарывное действие HD, по-видимому, обусловлено взаимодействием отравляющего вещества со структурными белками клеточных мембран. Известно, что на долю белков приходится более 50 % сухой массы мембран. Тем не менее никакого универсального структурного белка до сих пор не выявлено. Было замечено, что мембраны с относительно высоким содержанием белка участвуют в осуществлении самых разнообразных ферментативных процессов, в связи с чем некоторые исследователи считают даже, что мембранные белки - это, как правило, ферменты. Такой вывод не совсем правилен, но тем не менее невозможно отрицать более или менее специфическую роль большинства структурных белков мембран. [19]
 |
Модель строения. [20] |
На долю белков приходится больше половины сухой массы мембран. К мембранам с наиболее высоким содержанием белка относятся бактериальные ЦПМ. При изучении их белкового состава не было обнаружено какого-либо универсального структурного белка. ЦПМ Escherichia coli содержит 27 основных и множество минорных белков, но ни один из основных белков не присутствует в преобладающих количествах. Поскольку ЦПМ прокариот многофункциональна и участвует в осуществлении разнообразных ферментативных процессов, был сделан вывод, что мембранные белки - это, как правило, ферменты. По аминокислотному составу мембранные белки не отличаются от других клеточных белков, за исключением того, что в них содержится мало ( иногда следы) цистеина. [21]
Оболочка клетки, эндоплазматическая сеть, тонкими каналами и полостями пронизывающая внутриклеточное пространство, митохондрии, рибосомы и другие - замкнутые системы клетки - все это образовано мембранами. Еще не так давно был распространен взгляд, согласно которому мембраны состоят из параллельных слоев молекул белка и молекул жироподобных веществ - липидов. Позже пришли к заключению, что составными частями мембран следует считать липопро-теиды и особый структурный белок. [22]
Много усилий затрачено для выяснения характера взаимодействия хлорофилла с белками и липидами, однако связь молекулы хлорофилла с этими структурами до сих пор не ясна. Порфирино-вый фрагмент гидрофилен, фитольный гидрофобен. Какой из них осуществляет связь с соответствующей поверхностью белка, до сих пор не установлено. Выяснено только, что структурный белок in vitro проявляет явную склонность к агрегации и к адсорбции на поверхности как молекул липоидов, так и молекул хлорофилла. Ферментные системы, обеспечивающие запасание энергии света в макроэргических связях фосфора АТФ, находятся в тилакоидах у растений и водорослей и в хроматофорах у бактерий. Ассимиляция же СО2 вплоть до образования конечных продуктов фотосинтеза осуществляется с помощью соответствующих ферментов стромы. [23]
 |
Схема строения клеточной стенки. а - расположение микрофибрилл целлюлозы в различных слоях. б - расположение структурных полисахаридов в первичной стенке. [24] |
Переход от первичной стенки Р к слою S постепенный и иногда его трудно обнаружить. Структура первичной стенки не должна препятствовать увеличению размеров клетки в начале ее роста, и в то же время стенка должна иметь определенную прочность. Считают, что прочность первичной стенке придает каркас из целлюлозных микрофибрилл, скрепленных пектиновыми веществами. Кроме этого, в стенке Р существует сетка из макромолекул гликопротеина ( структурного белка, содержащего связанные углеводы), также соединенных с пектиновым. [25]
Тот факт, что количество структурного белка в хромосомах находится в зависимости от общей активности клетки, дает основание предположить, что сам структурный белок участвует в обмене. Опыты показали, что это гак и есть. Хаммарстен из Стокгольма обнаружил, что меченый азот включается в ядерные белки гораздо быстрее, чем в ДНК. В нашей лаборатории, продолжив этот опыт далее, мы показали, что структурный белок включает в себя азот быстрее, чем щелочной белок. [26]
Белки, находящиеся на внутренней и внешней поверхности, вероятно, не соединены при помощи сильных ковглентных связей с фосфолипидами мембраны. Это можно заключить из того, что первые легко экстрагируются смесью хлороформа с метиловым спиртом. Белки прикрепляются к элементам мембраны при электростатическом взаимодействии некоторых белковых и фос-фолипидных групп. Такое взаимодействие приводит к образованию прочных комплексов фосфолипида с белком. Например, был выделен комплекс цитохрома с с фосфолипидом, который получил название липоцитохрома. Из митохондрий был выделен также белок, который, по-видимому, несет структурные функции. По весу он составляет 55 % от всей массы белка, содержащегося в мембранах митохондрий. Структурный белок образует комплекс с фосфолипидами мембраны и, таким образом, служит связкой функциональных злементов со структурными. Интересно, что цитохромы, фосфолипиды и структурный белок склонны к полимеризации с образованием весьма устойчивых ансамблей, обнаруживающих пластинчатую структуру. [27]
Белки, находящиеся на внутренней и внешней поверхности, вероятно, не соединены при помощи сильных ковглентных связей с фосфолипидами мембраны. Это можно заключить из того, что первые легко экстрагируются смесью хлороформа с метиловым спиртом. Белки прикрепляются к элементам мембраны при электростатическом взаимодействии некоторых белковых и фос-фолипидных групп. Такое взаимодействие приводит к образованию прочных комплексов фосфолипида с белком. Например, был выделен комплекс цитохрома с с фосфолипидом, который получил название липоцитохрома. Из митохондрий был выделен также белок, который, по-видимому, несет структурные функции. По весу он составляет 55 % от всей массы белка, содержащегося в мембранах митохондрий. Структурный белок образует комплекс с фосфолипидами мембраны и, таким образом, служит связкой функциональных злементов со структурными. Интересно, что цитохромы, фосфолипиды и структурный белок склонны к полимеризации с образованием весьма устойчивых ансамблей, обнаруживающих пластинчатую структуру. [28]
Они выделены из многих растительных тканей: плодов, цветков, корней, запасных органов. В каждой клетке содержится несколько сотен митохондрий. На рисунках 2 и 3 схематически показана объемная модель строения митохондрий и молекулярная организация митохондриальных мембран. Основные элементы строения митохондрий: оболочка, окружающая митохондрию, которая представляет трехслойную мембрану, и несколько трехслойных мембранных структур, расположенных во внутреннем пространстве митохондрии. Все эти мембраны - функциональные единицы митохондрии. Внутренние мембраны, образующие перегородки, е занимают всего объема митохондрии. В зависимости от функций того или иного органа или той или иной клетки величина пространства между перегородками может быть большей или меньшей. При кратковременной обработке митохондрий ультразвуком они распадаются на элементарные частицы, в которых сохраняются трехслойные мембраны. В них содержится-30 % жиров и липоидов и более 50 % структурного белка. [29]
Страницы: 1 2