Принципы структурной организации белков - Г. Шульц 1982

Взаимодействия белок - лиганд
Взаимодействия белков с другими макромолекулами
Нуклеопротеиды

Этим термином мы обозначаем все белки, которые взаимодействуют не только с моно- или динуклеотидами, как, например, ферменты, рассмотренные в разделе 10.4, но и с целыми нуклеиновыми кислотами.

Рибосомы — комплексы белков и нуклеиновых кислот. Хорошо известным примером комплексов белков с нуклеиновыми кислотами является рибосома, катализирующая образование полипептидных цепей [714, 715]. Рибосома содержит несколько молекул РНК и различные белковые молекулы. Она состоит из двух субъединиц неодинаковой величины, между которыми заключена рибосомальная РНК. В Е. coli более крупная субъединица содержит две молекулы РНК (названные «23S» и «5S» в соответствии с их константами седиментации) и 34 молекулы белков, названные от «L1» до «L34». Более мелкая субъединица содержит РНК «16S» и 21 белок (от «S1» до «S21»).

Многие из этих белков прочно связаны с нуклеиновыми кислотами. Некоторые белки настолько вытянуты [7], что число их внешних контактов с нуклеиновыми кислотами и другими рибосомными белками намного превосходит число внутримолекулярных контактов. Поэтому сама по себе полипептидная цепь не может принимать определенной структуры. Очень маловероятно поэтому, чтобы эти белки можно было закристаллизовать и подвергнуть структурному исследованию. До сих пор удалось закристаллизовать только фрагменты белка L12 (и/или белка L17), который легко отделяется от рибосомы и, по-видимому, способен сам по себе образовывать определенную структуру. Ведется его рентгеноструктурнсе исследование [716].

Фактор элонгации Tu ∙ GDP по форме напоминает головастика. Удалось также закристаллизовать фактор элонгации Tu ∙ GDP, который образует с рибосомой и тРНК тройной комплекс [717]. Его структура определена с разрешением 6 Å [718]. Форма молекулы заметно отличается от формы обычных глобулярных белков. Это — «головастик», состоящий из глобулярного домена («головы») и удлиненного тонкого домена («хвоста»), разделенных расщелиной с меньшей плотностью. Голова содержит несколько а-спиралей и, по-видимому, имеет довольно жесткую структуру. Хвост, напротив, более лабилен и, по-видимому, представляет собой ß-структуру. Интересно, что голова и хвост имеют и второе сочленение, так что в результате возникает некая циклическая структура. Вероятно, тРНК присоединяется вблизи отверстия этого цикла в большом желобе между доменами. Хорошо видно относительнее смещение доменов во время стадии элонгации на рибосоме. Деление на подвижный и жесткий домены обнаружено также для нуклеопротеидов L7/L12 [716] и 1ас-репрессора [719]. В L7/L12 подвижный домен находится со стороны N-конца.

Аминоацил-тРНК-синтетазы также участвуют в синтезе белка. Однако эти ферменты взаимодействуют не с рибосомой, а только с тРНК. Известно свертывание цепи для одного из этих ферментов [221]. Оказалось, что фермент представляет собой симметричный димер и не отличается существенно от других глобулярных белков. Предполагалось, что центр связывания тРНК образован обеими субъединицами, что напоминает ситуацию, наблюдаемую в других ферментах, связывающих более мелкие субстраты [124, 313].

Большой интерес у молекулярных биологов вызывают белки, контролирующие экспрессию генов путем ассоциации с ДНК. Один из этих белков — lас-репрессор — удалось закристаллизовать; сейчас продолжается исследование его пространственной структуры [719].

Таким образом, наши представления о взаимодействиях между белками и нуклеиновыми кислотами пока еще очень ограниченны. Как было отмечено, важную роль в этих взаимодействиях могут играть (β-структуры [206—208]. Примеры рибосомальных белков и фактора элонгации Tu ∙ GDP показывают, что некоторые нуклеопротеиды имеют весьма своеобразную структуру.