Посттрансляционная активация белков

Многие новосинтезированные полипептиды не активны до тех пор, пока от них не будут удалены определенные аминокислотные остатки. Эта ситуация особенно показательна в случае пептидных гормонов. Например, предшественником инсулина является длинный полипептид с тремя дисульфидными мостиками. Гормон становится активным только после удаления середины и начала пептида. Две оставшиеся части, удерживаемые дисульфидными связями, составляют активную молекулу (рис. 14.25). В случае АКТГ-эндорфина несколько небольших пептидных гормонов синтезируются в виде одного предшественника (рис. 14.26). Этот полипептид может быть расщеплен с образованием адренокортикотропного гормона (АКТГ), γ -липотропина (γ -ЛТГ) и ß -эндорфина. Последующий про-

Гилберт С. Биология развития: В 3-х т. Т. 2: Пер. с англ. – М.: Мир, 1994. – 235 с.

220 _______________ ГЛАВА 14 ______________________________________________________________________________

Рис. 14.25. Аминокислотные последовательности инсулина II (темные кружки) и его предшественников у крысы. Молекула инсулина не активна до тех пор, пока не удаляются препоследовательность препроинсулина и промежуточная связующая последовательность проинсулина. Аминокислотная последовательность для первых 24 остатков препроинсулина определена с помощью секвенирования гена для препроинсулина II крысы (Chan et al., 1979) и перевода ее в последовательность белка.

цессинг этих гормонов зависит от типа клеток, в которых они находятся. В клетках передней доли гипофиза АКТГ является конечным продуктом, который может секретироваться, чтобы стимулировать продукцию стероидов в коре надпочечников. Однако в клетках промежуточной доли гипофиза АКТГ расщепляется с образованием α -меланоцитостимулирующего гормона (α -МАГ) (см. обзор Herbert et al., 1981).

Некоторые белки могут функционировать только после того, как они модифицируются ковалентным присоединением меньших по размеру молекул. Например, фосфорилаза-киназа не активна, если она сама не фосфорилирована. Однако будучи фосфорилированной, она каталитически активна. Коллаген, один из основных структурных белков тела, не может функционировать, если его пролины и определенные лизины не гидроксилированы, и неспособность к этой модификации приводит иногда к серьезным заболеваниям.

Посттрансляционные модификации гистонов могут играть важную роль в регуляции самой транскрипции. У миксомицета Physarum polycephalum отсутствуют клеточные стенки, и активность всех ядер регулируется синхронно внутри общей цитоплазмы, что делает этот объект прекрасной мо-

Гилберт С. Биология развития: В 3-х т. Т. 2: Пер. с англ. – М.: Мир, 1994. – 235 с.

ТРАНСЛЯЦИОННАЯ И ПОСТТРАНСЛЯЦИОННАЯ РЕГУЛЯЦИЯ РАЗВИТИЯ 221

Рис. 14.26. Процессинг про-АКТГ-эндорфина (темная полоса) в промежуточной и передней долях гипофиза крысы. АКТГ – адренокортикотропный гормон; γ -ЛТГ – γ -липотропный гормон; α -МСГ – α -меланоцитстимулирующий гормон. (По Herbert et al., 1981.)

делью для изучения биохимии клеточного цикла. У физарума гистон H4 может существовать в нескольких формах в зависимости от характера его ацетилирования. Сильноацетилированный (2–4 ацетильных группы) Н4 связан с транскрипционной активностью (Chahal et al., 1980). Напротив, фосфорилирование гистона H1 проявляется в активации его способности конденсировать хроматин, благодаря чему транскрипция уменьшается. Ацетилирование H4 и фосфорилирование H1 у этого миксомицета находятся в обратной зависимости друг от друга. Таким образом, валовая транскрипционная активность хроматина может регулироваться фосфорилированием или ацетилированием гистонов.