Посттранссляционная модификация молекул белка. Особенности синтеза коллагена

Пострансляционная модификация – постсинтетическое формирование белковой молекулы, пригодной для выполнения функции:

1. формирование трехмерной структуры на основе заложенной в ней информации;

2. частичный протеолиз (удаление N-концевого метионина и сигнального пептида, образование активных форм гормоном и ферментов) (Сигнальный пептид – это 15 – 30 остатков аминокислот с гидрофобными радикалами, нужен для того, чтобы пройти через мембраны ЭПР);

3. объединение протомеров и формирование четвертичной структуры белка;

4. образование внутрицепочечных и межцепочечных S-S связей;

5. ковалентное присоединение кофакторов;

6. гликозилирование – присоединение олигосахаридных остатков и образование гликопротеинов;

7. модификация остатков АК: гидроксилирование пролина и лизина при формировании молекул коллагена, иодирование тирозина при формирование тиреоидных гормонов, карбоксилирование глу, асп, факторов свертывания крови, метилирование остатков лизина и глутамата;

8. фосфорилирование (регуляция активности белков и ферментов, гистонов);

9. ацетилирование (гистоны);

10. пренилирование («заякоривание», присоединение к G-белкам).

Синтез коллагена

Происходит в виде высокомолекулярного предшественника проколлагена, имеющего на N- и С- концах добавочные последовательности (домены), содержащие цистеин.

• Домены образуют глобулярные структуры.

• N-концевой домен способствует укладке полипептидных цепей и образованию тройной спирали в клетке, но тормозит образование здесь фибрилл.

• Проколлагеновые молекулы секретируются в межклеточное вещество, где домены ферментативно отщепляются, при этом С-домен способствует образованию фибрилл.

• Фибриллы объединяются в волокна, что обеспечивается уменьшенной в 1000 раз растворимостью коллагена по сравнению с проколлагеном и тенденцией их к самоагрегации.

Уже в период трансляции на рибосомах начинается гидроксилирование пролина и лизина пролингидроксилазой и лизингидроксилазой, заканчивающееся после образования трехспиральной структуры (важную роль играет аскорбиновая кислота, в ее отсутствие синтезируемый коллаген непрочен). После окончания гидроксилирования вводится углеводный компонент – галактоза, глюкоза, присоединенные О-гликозидной связью к ОН-группе гидроксилизина (в дельта положении).