 |
НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА - РЕФЕРАТЫ - Нобелевская премия по физиологии и медицине за 1999 г.
Нобелевская премия по физиологии и медицине за 1999 г.
Нобелевская премия по физиологии и медицине за 1999 г.
А.Я. Мишина
Масло
и вода не смешиваются. Как же белки – насыщенные водой гидрофильные молекулы –
проникают через внутриклеточные липидные мембраны, которые, по сути, являются
масляными барьерами, делящими клетку на отсеки? Этот вопрос побудил биохимика
Гюнтера Блобеля начать исследования, за которые в 1999 г. он был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине.
Первый
шаг к пониманию того, как белки проходят через мембраны, был сделан им в 1971 г., когда Блобель работал в лаборатории Джоржа Палада в Рокфеллеровском университете. Блобель и
его коллега Дэвид Сабатини выделили небольшой фрагмент молекулы белка – они
назвали его «пептидный сигнал», – который мог проникать через липидный слой
мембраны.
За
последующие три десятилетия, исследуя процесс переноса (транслокации) белков в
клетках, Блобель расширил гипотезу сигнального пептида, выяснив, что он служит
как бы почтовым индексом, направляющим новые белки к местам, где они должны
находиться.
Этот
процесс оказался универсальным: сходным образом он осуществляется в клетках
растений, дрожжей и животных, включая человека.
Многие
тяжелые заболевания – такие, например, как муковисцидоз, наследственная
гиперхолистеринемия (повышенный уровень холестерина в крови) – обусловлены
неправильной работой системы, управляющей перемещением белков в клетке.
Результаты, полученные Блобелем, проложили путь к пониманию того, как эти
нарушения можно было бы устранить, т.е. лечить соответствующие заболевания.
В
клетке белкам приходится проходить через мембраны во многих местах. Белки
синтезируются на рибосоме (1), и если они предназначены для секреции, сразу
попадают в эндоплазматическую сеть (ЭПР). Для этого рибосома должна подойти к
мембране эндоплазматической сети. В этом ей помогают короткие
последовательности аминокислот в полипептидной цепи синтезируемых белков, называемые
сигнальными пептидами. Сигнальные пептиды связываются с распознающими сигнал
частицами (SRP), которые в свою очередь связываются с SRP-рецепторами, находящимися
на поверхности мембраны эндоплазматического ретикулума. Как только белки проходят
через мембрану ЭПР, сигнальные пептиды от них отщепляются. Сами белки
заключаются в мембранные пузырьки – везикулы, которые, пройдя через аппарат
Гольджи, сливаются с клеточной плазматической мембраной и высвобождают свое
содержимое в окружающую среду.
Белки,
которые должны оставаться в клеточной мембране, например рецепторы, принимающие
биохимические сигналы от других клеток, перемещаются в клетке сходным образом (2).
Такие белки, называемые трансмембранными, помимо сигнальных пептидов имеют
«пептиды остановки переноса», выполняющие функцию якоря белка в мембране. Когда
везикулы подходят к плазматической мембране и сливаются с ней, заключенные в
них белки становятся неотъемлемой частью этой мембраны.
Сигнальные
пептиды в жизнедеятельности клетки играют такую же роль, как почтовые индексы в
нашей повседневной жизни. Так, белки, предназначенные для работы в клеточном
ядре (3), имеют сигнальные пептиды, которые позволяют им безошибочно находить
специализированные структуры, называемые комплексами ядерной поры, и
связываться с ними. Наконец, белки, обеспечивающие функционирование
разнообразных внутриклеточных органелл, таких, например, как энергетические
фабрики клетки – митохондрии (4) или лизосомы, имеют сигнальные пептиды еще
одного типа, также обеспечивающие безошибочную доставку их по соответствующему
внутриклеточному адресу.
Перевод
с английского
Список литературы
Для
подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://bio.1september.ru
| |
