Структурная организация и функционирование АТР-зависимой Lon-протеиназы из Archaeoglobus fulgidus

• Автор: Маховская, Оксана Владимировна
• Шифр специальности: 03.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 148 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. РЕГУЛЯТОРНЫЕ ПРОТЕИНАЗЫ И ПРОТЕОЛИТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ В АРХЕЯХ Обзор литературы
1. Энергозависимый селективный протеолиз механизм поддержании внутриклеточного протеома. Известные к настоящему времени энергозависимые пентидгидролазы

Характерные особенности А ТРазных составляющих ААА протеиназ

1.1.1, Общая характеристика ААА белков

1.1.2. А ТРазные компоненты ААА протеиназ

1.1.2.1. Экстрадомены и белкиадаптеры А ТРзависимых протеиназ

1.1.2.2. Нуклеотидсвязывающие и аспирализованные домены АТРзависимых протеиназ

7.2. Протеолитические составляющие энергозависимых протеиназ

1.3. Функционирование АТРзависимых протеиназ и протеолитических комплексов

2. Протеиназы и протеолитические системы архебактсрнй

2.1, Общая характеристика пула протеиназ архей
2.1.1, А независимые протеиназы гипертермофильных микроорганизмов
2,2. Регуляторные протеиназы архей
2.2.1, А зависимые протеиназы архей
2.2.2, Интегральные мембранные протеиназы
Заключение
Глава 2. СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ i vi ЗАВИСИМОЙ ГТРОТЕИНАЗЫ i Результаты работы и их обсуждение
1. Особенности строения и классификация протеиназ
2. Общая энзимологическая характеристика ЛЬоппротеиназы
2.1. Экспрессия гена I i в ii i и выделение протеиназы
2.2. Протеолитическая активность
2.3. ептидазная и А ТРазная активности
3. Протеолитический домен 4 и активный центр фермента
3.1. Ограниченный протеолиз химотрипсиному выделение и характеристика протеолитического домена фермента
3.2. Пространственная структура протеолитического домена и ее особенности
3.3. Влияние мутаций в протеолитическом центре на активность протеиназы
3.4. Особенности окружения каталитического остатка в протеолитическом центре протеиназ
4. Формы 4, лишенные трансмембранного домена ДТМ4
4.1. Трансмембранный домен в протеиназе и планирование его делеции
4.2. Экспрессия в . i генов и выделение целевых белков
4.3. Энзиматические свойства форм и двухдоменного фрагмента аР с интактным активным центром
5. Проблема олигомеризации 4Ьоппротеиназы
Заключение
Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
1. Материалы
2. Методы
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Большинство адаптеров связываются с концевым доменом шаперона, тем самым обеспечивая идеальное взаиморасположение АААолигомсра и заякоренной через этот белковый линкер мишени. АААбелки и другие суперсемейства, характеризующихся наличием аспирализованного домена с 2остатком, образуют сообщество анфолдаз , рис. АТРазные модули анфолдаз образуют кольцевые гексамерные, а иногда и гептамерные структуры при наличии в белке двух или более АТРазных модулей каждый из них образует отдельное кольцо. Взаимодействие доменов соседних субъединиц в кольце осуществляется через специфические остатки аргининовые пальцы, локализованные непосредственно вслед за фрагментами. Аргининовый палец каждой субъединицы взаимодействует с нуклеотидсвязывающим центром предшествующей субъединицы, что обеспечивает возможность реализации кооперативного механизма гидролиза АТР ,,. Еще одним консервативным остатком АААбелков, а вместе с ними и других АТРаз, домены которых относятся к подобным белкам рис. Рпетлей и остатком в мотиве В Уолкера. Полярный 1остаток образует водородную связь с уфосфатом связанного нуклеотида и, поэтому способен различать АТР и , т. Мутагенез этого остатка позволил подтвердить его критическую роль в кооперативном механизме процесса гидролиза АТР , . Таким образом, важнейшими отличительными чертами АААбелков служат присутствие в их структурах области и аспирализованного домена. Кроме того, характеристическими признаками ДААбелков следует считать наличие канонических мотивов Уолкера X2 мотив А, где X и любые аминокислоты и хотя бы один из Хостатков является остатком пролина, и мотив В, где Ф остаток гидрофобной аминокислоты, а консервативный остаток глутаминовой кислоты, как
считают, участвует в подготовке молекулы воды к нуклеофильной атаке на уфосфатную группу АТР , мотивов, включающих зепБОгЬ и БепБОг2остатки, а также аргининового пальца. Функционирование молекулярных комплексов, включающих АААбелки, сопряжено с гидролизом АТР, а одной из важнейших стадий в механизме их действия служит разворачивание белкамишени. При выполнении функции контроля качества АААбелки отбирают потенциальные мишени с нарушенной структурой из общего пула, в основном, правильно фолдированных белков. Предполагается, что при этом происходит взаимодействие АААбелка либо с гидрофобными областями, экспонированными на поверхности поврежденных белков , либо со специфическими метками например, с членным пептидом ААШЕЫУАЬАА, называемым БэгАконцом Л и способствующим диссоциации укороченного полипептида с рибосомы . Недавно установлено, что основными функциональными мотивами АААбелков, обеспечивающими связывание нснативных белковых мишеней, являются суперспиразизованные сегменты, имеющие антипараллельное строение . Выполнение биологических функций, опосредованных взаимодействием АААбелков с неповрежденными мишенями, обеспечивается узнаванием в последних специфических сигналов деградации дегронов. В АААбелках обычно заключено несколько центров узнавания мишеней, что приводит к проявлению широкой специфичности в сочетании с высокой селективностью и способствует осуществлению шапероновой и регуляторной функций. Некоторые центры могут быть общими для различных АААбелков, другие же уникальны для индивидуальных представителей этого суперсемейства . Механизмы узнавания и первичного связывания поли пептидных мишеней АААбелками могут быть различными это взаимодействие, опосредованное специфическим адаптерным белком рис. А, непосредственное связывание мишени АТРазным кором рис. В или взаимодействие через экстрадомен АЛАбелка Ыконцевой или вставочный рис. С. Детали процесса узнавания субстрата на молекулярном уровне до сих пор охарактеризованы недостаточно, а иногда и противоречиво. Предполагается, что центр связывания мишени в одних случаях может существовать в каждой мономерной субъединице, а в других формироваться только при олигомеризации АААбелка . Этапы разворачивания и транслокации белковмишеней сопряжены с гидролизом АТР. Недавно было получено подтверждение выдвинутого ранее предположения о том, что кольцевые структуры, образованные АААмодулями, претерпевают значительные конформационные изменения во время АТРазного цикла.