КО-ТРАНСЛЯЦИОННОЕ СВОРАЧИВАНИЕ БЕЛКОВ

Спирин А. С.
Институт белка РАН, 142292 Пущино
(1) Образование функционально активных белков в клетке слагается из двух процессов - синтеза на рибосоме (образование химической структуры) и сворачивания (образование пространственной структуры). Эти два процесса обычно рассматриваются как независимые и последовательные (посттрансляционное сворачивание).

(2) Вместе с тем, сворачивание полипептидной цепи белка по мере ее роста на рибосоме в направлении от N-конца к С-концу (ко-трансляционное сворачивание) является альтернативой, которая представляется более реалистической и в биохимическом, и в физическом отношениях.

(3) В нашей работе для экспериментального выбора между альтернативами были применены три теста - образование правильных дисульфидных связей, специфическое связывание лиганда и появление ферментативной активности белка - в процессе синтеза глобулярных белков в бесклеточной системе трансляции.

(4) Синтез одноцепочечного антитела показал, что активный, т. е. правильно свернутый белок с дисульфидными связями, образуется только в том случае, когда дисульфид-изомераза присутствует в процессе трансляции, тем самым демонстрируя ко-трансляционное формирование третичной структуры.

(5) В опытах с синтезом глобулярного глобина его специфический лиганд - гем - связывался с рибосомосвязанным (растущим) полипептидом по достижении двух третей его полной длины, свидетельствуя о ко-трансляционном формировании гем-связывающего центра, включая удерживающие его Е- и F-спирали глобина и их взаимное расположение.

(6) Светлячковая люцифераза, сворачивание которой из развернутого (денатурированного) состояния требует значительного времени, обнаружила готовность к осуществлению ферментативной реакции к моменту завершения ее синтеза на рибосоме, т. е. правильно свернулась в процессе трансляции.

(7) Таким образом, на примерах трех различных белков экспериментально продемонстрирован ко-трансляционный характер сворачивания полипептидных цепей в биологически активные глобулярные структуры.