Принципы структурной организации белков - Г. Шульц 1982

Ковалентная структура белков
Контролируемые ферментами модификации боковых цепей
Поперечные связи на основе модифицированных остатков Lys

Образование ε-(у-глутамил)лизиновых звеньев* существенно, например, при свертывании спермы грызунов в процессе ее ферментативной коагуляции [158] или крови при стабилизации хрупких фибриновых агрегатов [159]. Поперечные связи между полипептидными цепями в эластине (рис. 4.7) и в коллагене (рис. 4.4) также образованы боковыми цепями лизиновых остатков. В эластине, резиноподобном белке, поперечные связи, по- видимому, важны для обеспечения возврата волокон эластина в их исходное состояние после растяжения. Поперечные связи между молекулами коллагена способствуют устойчивости тройной спирали; эта структура термолабильна и расплавляется в желатин приблизительно при 40°С [125, 127]. Таким образом, внутри- и межмолекулярные поперечные связи между полипептидными цепями в коллагене предохраняют этот наиболее часто встречающийся в организме человека белок от превращения в аморфную желатину при температуре приближающейся к 40°С, когда человек болен. Во всех упомянутых выше белках поперечные ковалентные связи существенны для стабилизации, но не для образования белковых структур — особенность, которая свойственна и некоторым дисульфидным мостикам (разд. 4.2).

Рис. 4.7. Десмозин, образованный за счет объединения четырех боковых цепей остатков лизина; встречается в эластине.

* В соответствии с номенклатурой рис. 1.1, ξ-(δ-глютамил)лизин.

Таблица 4.3 Примеры модификаций боковых цепей

Модификация

Модифицируемые боковые цепи

Один конкретный, необязательно типичный пример

Функциональный аспект

Аденилирование [168]

Туr

Глутаминсинтетаза

Аденилированием одного Туг на субъединицу фермент переводится из формы, в которой его биосинтетическая активность зависит от Mg2+(оптимально pH 7,6), в форму, зависящую от Мn2+ (оптимально pH 6,5)

ADP-рибоксилирование [169]

Lys или Arg

Фактор элонгации EF2

Эта модификация катализируется дифтерийным ферментом [165], подавляет биосинтез и приводит к гибели клетки

Карбоксилирование [170, 171]

Glu

Протромбин и другие кровосвертывающие факторы (VII, IX, X)

Модифицированные остатки глутаминовой кислоты необходимы для нормального связывания Са2+ протромбином, т. е. для осуществляемого через Са2+ присоединения протромбина к фосфолипидным поверхностям

Глюкоэилирование [172, 173]

Asn, Thr, Ser

Коэролоплазмин

Потеря концевого звена карбогидрата в боковых цепях сывороточных гликопротеинов — сигнал к поглощению и разложению этих белков в печени

Гидроксилирование [125, 127]

Pro, Lys

Коллаген

Ухудшение гидроксилирования препятствует созреванию коллагена; в этом состоит молекулярная сущность цинги

Метилирование [174]

Asp, Gln, His, Lys, Arg

ε-N-Метиллизин в ответвлении белка

Несмотря на широкую распространенность этих реакций, примеров, Доказывающих прямую взаимосвязь между метилированием белка и определенной функцией, нет

Фосфорилирование [175]

Ser, Thr

Фосфорилаза

Неактивная фосфорилаза b превращается в активную фосфорилазу а путем фосфорилировании определенного остатка серина каждой субъединицы