На головну

 Нобелівська премія з фізіології і медицини за 1999 р - Біологія і хімія

А.Я. Мішина

Масло і вода не змішуються. Як же білки - насичені водою гідрофільні молекули - проникають через внутрішньоклітинні ліпідні мембрани, які, по суті, є масляними бар'єрами, що ділять клітку на відсіки? Це питання спонукало біохіміка Гюнтера Блобеля почати дослідження, за які в 1999 р він був удостоєний Нобелівської премії з фізіології і медицині.

Перший крок до розуміння того, як білки проходять через мембрани, був зроблений ним в 1971 р, коли Блобель працював у лабораторії Джоржа Палада в Рокфеллерівському університеті. Блобель і його колега Девід Сабатіні виділили невеличкий фрагмент молекули білка - вони назвали його «пептидний сигнал», - який міг проникати через ліпідний шар мембрани.

За наступні три десятиліття, досліджуючи процес перенесення (транслокації) білків в клітинах, Блобель розширив гіпотезу сигнального пептиду, з'ясувавши, що він служить як би поштовим індексом, що направляють нові білки до місць, де вони повинні знаходитися.

Цей процес виявився універсальним: подібним чином він здійснюється в клітинах рослин, дріжджів і тварин, включаючи людину.

Багато важкі захворювання - такі, наприклад, як муковісцидоз, спадкова гиперхолистеринемия (підвищений рівень холестерину в крові) - обумовлені неправильною роботою системи, керуючої переміщенням білків у клітині. Результати, отримані Блобель, проклали шлях до розуміння того, як ці порушення можна було б усунути, тобто лікувати відповідні захворювання.

У клітці білкам доводиться проходити через мембрани в багатьох місцях. Білки синтезуються на рибосомі (1), і якщо вони призначені для секреції, відразу потрапляють в ендоплазматичну мережу (ЕПР). Для цього рибосома повинна підійти до мембрани ендоплазматичної мережі. У цьому їй допомагають короткі послідовності амінокислот у поліпептидному ланцюзі синтезованих білків, звані сигнальними пептидами. Сигнальні пептиди зв'язуються з розпізнають сигнал частками (SRP), які в свою чергу зв'язуються з SRP-рецепторами, що знаходяться на поверхні мембрани ЕПР. Як тільки білки проходять через мембрану ЕПР, сигнальні пептиди від них отщепляются. Самі білки полягають в мембранні пухирці - везикули, які, пройшовши через апарат Гольджі, зливаються з клітинною мембраною і вивільняють свій вміст в навколишнє середовище.

Білки, які повинні залишатися в клітинній мембрані, наприклад рецептори, які беруть біохімічні сигнали від інших клітин, переміщаються в клітці схожим чином (2). Такі білки, звані трансмембранними, крім сигнальних пептидів мають «пептиди зупинки перенесення», що виконують функцію якоря білка в мембрані. Коли везикули підходять до плазматичної мембрани і зливаються з нею, укладені в них білки стають невід'ємною частиною цієї мембрани.

Сигнальні пептиди в життєдіяльності клітини відіграють таку ж роль, як поштові індекси в нашому повсякденному житті. Так, білки, призначені для роботи в клітинному ядрі (3), мають сигнальні пептиди, які дозволяють їм безпомилково знаходити спеціалізовані структури, звані комплексами ядерної пори, і зв'язуватися з ними. Нарешті, білки, що забезпечують функціонування різноманітних внутрішньоклітинних органел, таких, наприклад, як енергетичні фабрики клітини - мітохондрії (4) або лізосоми, мають сигнальні пептиди ще одного типу, також забезпечують безпомилкову доставку їх за відповідним внутрішньоклітинного адресою.

Переклад з англійської

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://bio.1september.ru

© 8ref.com - українські реферати
8ref.com