 |
Е.А. Николайчик "Регуляция метаболизма" стр.39
ClpYQ/HslUV
 HflB(FtsH)
Zn и АТФ-зависимая протеаза, Рис. 4.6. АТФ-зависимые протеазы: шаперон и участвующая в деградации протеаза в одной молекуле
цитоплазматических и мембранных белков,
включая RpoH, SecY (часть аппарата секреции). Единственная АТФ-зависимая протеаза, существенная для жизни E. coli. В опероне с RpoH-зависимым промотором. Lon.
Деградирует белок N фага X, ингибитор клеточного деления SulA, позитивный регулятор биосинтеза капсулы RcsA и др. Кроме специфических мишеней, Lon деградирует большинство аномальных белков E. coli. Белок - гомотетрамер, имеет сайты связывания с АТФ и ДНК, причем связывание с ДНК стимулирует протеазную активность. Транскрибируется с промотора теплового шока. В белке можно выделить два домена -собственно протеазный с карбоксильного конца с сериновым остатком в активном сайте и следующий за ним АТФазный. Экспериментально показано, что эти два домена могут быть экспрессированы как отдельные полипептиды, смесь которых функционально соответствует интактной протеазе Lon.
Регуляция синтеза белков теплового шока.
Шапероны и клеточные протеазы входят
в состав регулона а вместе с другими белками теплового шока (Рис. 4.7). Кроме того, в состав уже рассмотренного нами ранее регулона аЕ входят периплазматическая протеаза и шаперон. В последнее время было выяснено, что эти два регулона взаимосвязаны,
 Рис. 4.7. Регуляция теплового шока у Escherichia
coli
- 22 -
E 32
т.к. комплекс кора РНК-полимеразы с а активирует транскрипцию гена rpoH, кодирующего а , при экстремальных температурах (напр, 50°C). Многие протеобактерии имеют гомологи RpoH, и у них механизмы регуляции теплового шока являются схожими, тогда как грамположительные бактерии выработали другие, причем достаточно разнообразные, регуляторные стратегии для конкретных генов теплового шока.
У клеток E. coli, перемещенных с 30° на 42°, уровень внутриклеточного а32 резко (хотя и ненадолго) возрастает, усиливая транскрипцию с промоторов теплового шока. Возрастание концентрации а32 является результатом стабилизации обычно весьма нестабильного а32 и активации трансляции уже существующей мРНК rpoH. Поскольку быстрая деградация а32 зависит от шаперонного комплекса DnaK-DnaJ-GrpE, стабилизация происходит из-за того, что шаперон загружается огромным количеством индуцированных стрессом неправильных белков и его уже не хватает для обработки а32. В фазе адаптации, следующей за фазой индукции, синтез HSP снижается негативной обратной связью на нескольких уровнях экспрессии (трансляционная репрессия, дестабилизация и, возможно, инактивация а32). Количество шаперона DnaK-DnaJ в клетке невелико, поэтому он является весьма чувствительным средством мониторинга стрессов. В деградации а32 наибольшую роль играет, вероятно, связанная с мембраной АТФ-зависимая протеаза HflB (FtsH). Несколько цитоплазматических протеаз (HslVU, ClpAP и Lon), в норме отвечающих за деградацию аномальных белков, также способны деградировать а32. Таким образом внутриклеточные протеазы вместе с шапероном DnaK-DnaJ способны регулировать тепловой шок, контролируя внутриклеточную концентрацию аномальных белков. Шапероны, конечно, не деградируют а32 непосредственно. Вступая в ассоциацию с РНК-полимеразой, а32 стабилизируется и становится нечувствительной к протеолизу. Роль шаперонов заключается в предотвращении связывания
Предыдущая Следующая
|
|
