Краткий обзор курса «Молекулярная биология», страница 14

В деятельности ферментов особенно важна правильная конформация фермента. Субстрат должен подходить к ферменту по типу ключ – замок. Функциональная группа субстрата оказывается в активном центре фермента. С помощью такой организации трансферазы способны переносить целые группы элементов, а оксиды редуктазы – атомы водорода, либо электроны. Активная часть фермента соответствует примерно 8-12 аминокислотным остаткам, общий размер фермента – 500 аминокислотных остатков.

Существуют так же ферменты, действующие только один раз. Таким ферментом является 6 – метилгуанинтрансфераза, с ее помощью аминокислота гуанин метилируется по положению 6, таким образом исправляя ошибки в ДНК.

3. Структурная функция. Белки являются главной структурной частью покровной и опорной тканей животных (белки α-, β - кератин). Эти соединения входят в состав всех клеточных органелл. Мембранные органеллы должны по определению содержать в себе белки, т.к. клеточная мембрана – это фосфолипидный бислой с вплетенными в него белками.

Принцип строения клеточной мембраны. Основа ее строения – это фосфолипиды, триглицериды, в которых один из спиртовых остатков фосфорилирован, а два других – на жирные аминокислоты (как насыщенные, так и ненасыщенные), иногда в мембрану входят гликолипиды (в этом случае к голове присоединены полисахаридные нити). В этот фосфолипидный слой погружены белки трех типов: интегральные (полностью погруженные в бислой), полуинтегральные (частично погруженные) и поверхностные. Периферические белки образуют границы каналов, в которых находятся ферменты, расположенные в строгой последовательности друг от друга, образуя биохимические конвееры: продукт от одного фермента является субстратом для другого. При такой организации деятельности ферментов скорость получения конечного продукта становится в тысячи раз выше, чем в растворе того же состава. В твердой мембране ферменты не могут менять свою конформацию, поэтому не могут быть активными, они как бы вморожены в бислой. Некоторые белки мембраны, имеющие сахарные остатки выполняют функцию рецепторов.

Активность мембраны зависит от температуры. При температуре от 41 градуса начинается денатурация белков и клетка погибает.

Особая структурная функция белков заключается в их участии в компактизации ДНК в хромосоме.

4. Регуляторная. На клеточном уровне – это белки репрессоры – регуляторы транскрипции. Репрессор представляет собой обычно димер из двух идентичных полипептидных цепей, ориентированных во взаимно противоположных направлениях. Репрессоры физически препятствуют РНК-полимеразе присоединиться к ДНК в промоторном участке (место связывания ДНК-зависимой РНК-полимеразы-фермента, катализирующего синтез мРНК на ДНК-матрице) и начать синтез мРНК. Предполагают, что репрессор препятствует только инициации транскрипции и не оказывает влияния на элонгацию мРНК. Репрессор может контролировать синтез к.-л. одного белка или целого ряда белков, экспрессия которых носит координированный характер. Как правило, это ферменты, обслуживающие один метаболический путь; их гены входят в состав одного оперона (совокупность связанных между собой генов и прилегающих к ним регуляторных участков). Мн. репрессоры могут существовать как в активной, так и в неактивной форме в зависимости от того, связаны они или нет с индукторами или корепрессорами (соотв. субстраты, в присут. к-рых специфически повышается или понижается скорость синтеза определенного фермента). На тканевом уровне – это ростовые факторы (белки, выделяемые клетками, влияющие на рост и размножение других клеток). На организменном – гормоны, однако большинство гормонов имеют небелковую природу. Белковым гормоном является инсулин – белок, состоящий из двух полипептидных цепей, состоящих из 30 и 21 аминокислотных остатков, соединенных двумя дисульфидными мостиками. Синтез предшественника этого гормона – проинсулина – кодируется одним геном. Проинсулин состоит из 109 аминокислотных остатков, из него ферментативно вырезается часть, две образовавшиеся после этого цепи и являются составляющими инсулина. Эти процессы происходят в β - клетках островков клеток Лангерганса в поджелудочной железе. Биологическая функция инсулина – регуляция перехода глюкозы в клетки через цитоплазму. Он взаимодействует с  интегральным белком-рецептором, изменяет конформацию.