ცილების შემდგომი ტრანსლაციური მოდიფიკაციის სახეები და მნიშვნელობები. ცილების შემდგომი ტრანსლაციური მოდიფიკაცია

ცილების ქიმიური მოდიფიკაცია ხორციელდება მჟავა ან ტუტე ჰიდროლიზის, ცილების სტაბილიზაციის, მარილის წარმოქმნის, აცილაციისა და პლასტეინის რეაქციით.

ტუტე და მჟავა ჰიდროლიზი.ცილის მოდიფიკაციის ეს მეთოდები ფართოდ გამოიყენება თევზის ცილების ხსნადობისთვის თევზის ცილის კონცენტრატების მიღების პროცესში, რის შედეგადაც იზრდება ცილების ხსნადობა, ემულგირება და ქაფიანი თვისებები.

ჰიდროლიზის სიღრმე დამოკიდებულია ტუტეს ან მჟავას ტიპსა და კონცენტრაციაზე, სუბსტრატისა და რეაგენტის თანაფარდობაზე, ტემპერატურაზე, დამუშავების ხანგრძლივობაზე. გარკვეული შედეგის მისაღწევად, პროცესი უნდა იყოს ოპტიმიზირებული კონკრეტული ნედლეულის სპეციფიკურ პროტეინზე.

ცილების სრული ჰიდროლიზით წარმოიქმნება ამინომჟავების ნარევი. ეს გამოიყენება უახლეს ტექნოლოგიებში. ჰიდროლიზის ხარისხი შეიძლება კონტროლდებოდეს და დარეგულირდეს. მაგრამ გასათვალისწინებელია, რომ ჰიდროლიზის დადებით შედეგებთან ერთად არის უარყოფითიც. მაგალითად, მჟავების რაცემატების წარმოქმნა - პეპტიდები მწარე გემოთი.

ასეთი მოდიფიკაციის ერთ-ერთი მაგალითია 11-S-გლობულინის განადგურება, რომელიც დამახასიათებელია პარკოსნების, კერძოდ სოიოს ლობიოსთვის და აქვს გლობულური მოლეკულა. უფრო მეტიც, მისი მეოთხეული სტრუქტურა ხასიათდება იმით, რომ რამდენიმე ქვედანაყოფი გაერთიანებულია გლობულში ინტერმოლეკულური ბმების დახმარებით. ასეთ სტრუქტურებს არ შეუძლიათ გელატაცია, ისევე როგორც ხორცის მსგავსი სისტემების იმიტაცია. კონტროლირებადი ჰიდროლიზი შესაძლებელს ხდის ჟელინგის თვისებების მქონე ცილის მიღებას, რაც უფრო დამახასიათებელია ფიბრილარული ცილების, მაგალითად, ჟელატინისთვის.

ცილის თვისებების მოდიფიკაციის ამ პრინციპმა ფართო გამოყენება ჰპოვა სპინინგის მეთოდით სტრუქტურირებული პროდუქტების მიღების ტექნოლოგიურ პროცესში.

ანალოგიურად, ცილის სტრუქტურა შეიძლება შეიცვალოს გაცხელებით. ცილების დაშლა ქვეერთეულებად, მათი ნაწილობრივი განადგურება და აგრეგაცია იწვევს ცილის ჟელეს წარმოქმნას. მიღებული გელების სტაბილურობა დამოკიდებულია პოლიპეპტიდურ ჯაჭვებს შორის დისულფიდური ხიდების წარმოქმნაზე.

ცილების ხსნადი მარილის წარმოქმნით.ასეთი მოდიფიკაციის შესაძლებლობა გამომდინარეობს ცილების ძირითადი თვისებიდან, როგორც პოლიმერული ამფოლიტები, რომლებსაც შეუძლიათ ურთიერთქმედება როგორც კატიონებთან, ასევე ანიონებთან. შესაძლებელია ორი სახის ურთიერთქმედება: მარილის ხიდების წარმოქმნა და იონების სპეციფიკური შეწოვა ცილის ზედაპირზე. ამ შემთხვევაში წარმოიქმნება პროტეინები, რომლებიც უფრო ხსნადია, ვიდრე მშობლიური ცილები.

პროტეინების ფორმირება ფართოდ გამოიყენება სოიისგან (სოიოს პროტეინატები) და რძისგან (კაზეინატი და ნატრიუმის კოპრეციპიტატი) ცილების იზოლირებისთვის.

ყველაზე ფართოდ გამოყენებული მოდიფიკატორი მარილებია ნატრიუმის ქლორიდი და არაორგანული ფოსფატები. ამრიგად, ხორცის ფორმულირებების წყლის შეკავების უნარის რეგულირებით გამოიყენება ნატრიუმის ქლორიდი, პირო- ან ნატრიუმის ტრიპოლიფოსფატი, რომლებიც ზრდის მიოფიბრილარული ცილების ხსნადობას. ამავდროულად, ცნობილია, რომ პოლიფოსფატებს ცილებთან მიმართებაში ახასიათებთ დენატურაციის საწინააღმდეგო, ანტისეპტიკური და ანტიოქსიდანტური თვისებები.

ყოველწლიურად ფართოვდება პროტეინების გამოყენება კვების მრეწველობაში და კვებაში.

აცილაცია.აცილაცია ძმარმჟავას ან სუქცინის ანჰიდრიდებთან არის ცილების ქიმიური მოდიფიკაციის ერთ-ერთი ფართოდ გავრცელებული მეთოდი. ამ მოდიფიკაციის შედეგია ცილის იზოელექტრული წერტილის გადასვლა უფრო მჟავე ზონაში. სუქცინის ანჰიდრიდის მოქმედებით, ეს პროცესი უფრო მეტად მიმდინარეობს. ეს შესაძლებელს ხდის, თუნდაც მოდიფიკაციის დაბალი ხარისხით, მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს ისეთი ტექნოლოგიური მახასიათებლები, როგორიცაა ხსნადობა, ემულგირება და ქაფის უნარი.

აცილის ნარჩენების შეყვანა (როგორიცაა R-COO-) ხელს უწყობს ცილის გლობულის გაშლას და, საბოლოო ჯამში, განადგურებას, რაც იწვევს მშობლიური ცილის დამახასიათებელი ელექტროსტატიკური წონასწორობის ცვლილებას დადებითად დამუხტული ამინოჯგუფების ბლოკირების გამო. გლობულინებში და მსგავსი დამუხტული ჯგუფების ელექტროსტატიკური მოგერიების როლის გაზრდა. ამის შედეგია ცილის კონფორმაციის ცვლილება და მისი დისოციაცია. ამავდროულად, მიიღწევა ისეთი ტექნოლოგიური ეფექტები, როგორიცაა გელის წარმოქმნის უნარი.

პრაქტიკაში დადასტურდა, რომ აცილირებით შესაძლებელია მოდიფიცირებული მცენარეული ცილების მიღება გელის წარმოქმნის გაუმჯობესებული უნარით და ეს უნარი და მიღებული გელების სტრუქტურული და მექანიკური მახასიათებლები დამოკიდებულია აცილირების ხარისხზე. ასე რომ, ძალიან მაღალი ხარისხით, მისი უარყოფითი მუხტების გადაჭარბება იწვევს პოლიპეპტიდური ჯაჭვების ისეთ ძლიერ მოგერიებას, რომ შეუძლებელი იქნება გელის ფორმირებისთვის საჭირო აგრეგაცია. ანუ აცილირების ხარისხი ცილის ფუნქციური თვისებების ინდიკატორად მოქმედებს და თავად აცილირება ამ თვისებების რეგულირების მეთოდია.

აცილირებული რძის კაზეინი გამოიყენება როგორც ემულგატორი და ემულსიის სტაბილიზატორი, გასქელება სასმელების, სოუსების, ხილისა და ბოსტნეულის პიურეებისთვის. თევზის ცილები გამოიყენება როგორც ემულგატორები, შემკვრელები, როგორც ნივთიერებები, რომლებიც წარმოქმნიან ჟელეს სითბოს დამუშავებისას.

ცილების ფერმენტული მოდიფიკაცია.ფერმენტების გამოყენებით შესაძლებელია ცილის სტრუქტურის მიზანმიმართულად შეცვლა სხვადასხვა გზით. ცილის ნაწილობრივი ჰიდროლიზის წყალობით შესაძლებელია ხსნადობის მატება, ემულგირებადი აქტივობა, ქაფიანობის უნარი, ქაფის და ემულსიების სტაბილიზაცია. ფერმენტების სპეციფიკა საშუალებას გაძლევთ გავლენა მოახდინოთ ცილის მოლეკულის მხოლოდ გარკვეულ უბნებზე ან ჯგუფებზე. ასევე მნიშვნელოვანია, რომ ფერმენტული პროცესების უმეტესობა მიმდინარეობს წყლის გარემოში და, როგორც წესი, ფიზიოლოგიურთან მიახლოებულ პირობებში. თუმცა, ცილების ყველა ფერმენტული ცვლილება არ არის მნიშვნელოვანი კვების ტექნოლოგიისთვის.

ასე რომ, ბოლო დროს, შემაერთებელი ქსოვილის ცილების ნაწილობრივი ჰიდროლიზი პროტეაზებით, ხორცის დარბილება გამოიყენეს მისი ხარისხის მაჩვენებლების გასაუმჯობესებლად. თევზის პროტეინებში, მიკრობული წარმოშობის ფერმენტების ამილოსუბტილინის, პროტოსუბტილინის, ბრომელინის მოქმედებით pH 6,5-7,0 და დაახლოებით 30 ° C ტემპერატურაზე, ემულსიფიკაციის აქტივობა იზრდება 1,5-ჯერ, ხსნადობა იზრდება 20% -ით.

განსაკუთრებული ეფექტი მიიღწევა ფერმენტული პროცესის და ქიმიური მოდიფიკაციის კომბინაციით, მაგალითად, სუქცინაცია.ამრიგად, თევზის ცილების ფერმენტული ჰიდროლიზის პროდუქტები, რომლებსაც ახასიათებთ მაღალი ქაფის უნარი, კარგავენ თევზის დამახასიათებელ გემოს სუქინაციის შედეგად, რაც მათ საშუალებას აძლევს გამოიყენონ საკონდიტრო ნაწარმის, ნაყინის და სასმელების წარმოებაში.

ძალიან კარგ პერსპექტივებს გვაძლევს ახლახან გახსნილი პლასტილინის რეაქცია- პროცესი ფერმენტული გახლეჩის საპირისპიროდ, როდესაც ფერმენტების მოქმედებით ხელახლა წარმოიქმნება პეპტიდური ბმები. ამ რეაქციის გამოყენებით შესაძლებელია პოლიპეპტიდური ჯაჭვების შექმნა დაახლოებით 3000 დალტონის მოლეკულური მასით ცილის ჰიდროლიზის პროდუქტებიდან. გამომდინარე იქიდან, რომ ცალკეულ ამინომჟავებს, მათ შორის არსებითს, შეუძლიათ ეთერების სახით რეაგირება, ისინი შეიძლება მიზანმიმართულად შევიდეს პოლიპეპტიდებსა და ცილებში. სიმინდის ზეინში ტრიპტოფანის, ლიზინის და მეთიონინის შეყვანით შესაძლებელი გახდა კარგი ბიოლოგიური ღირებულების მქონე პლასტეინის მიღება.

სოიოს ცილების ბიოლოგიური ღირებულება დაბალია გოგირდის შემცველი ამინომჟავების დაბალი შემცველობის გამო. სოიოს ცილის ნაწილობრივი ჰიდროლიზით პეპსინთან, შერევით იმავე მატყლის კერატინის ჰიდროლიზატთან, რომელიც შეიცავს ბევრ გოგირდის შემცველ ამინომჟავას და შემდგომი პლასტეინის რეაქცია ნაგარაზას (Bacilus subtilis პროტეაზა) მოქმედებით, მიიღება კაზეინთან ახლოს კვებითი ღირებულების პლასტეინი.

ძალიან კარგი თვისებები აქვთ სოიოს ცილებისგან მიღებული გლუტამინის მჟავების პროტეინებში შეყვანით მიღებულ პლასტეინს. პირველ რიგში, ეს გლუტამინის მჟავები ხსნადია ყველა pH მნიშვნელობებზე და მდგრადია თერმული კოაგულაციის მიმართ. მეორეც, მათ აქვთ სითბოს დამუშავებული ხორცის გამოხატული გემო.

პლასტეინის რეაქციას დიდი პერსპექტივა აქვს ცილებიდან არასასურველი ამინომჟავების მოპოვებისთვის. ეს უკანასკნელი მოიცავს ფენილალანინს, რომლის არსებობა იწვევს სერიოზულ შედეგებს ფენილოკეტონურიის მქონე პაციენტებში. ნაწილობრივი ფერმენტული ჰიდროლიზი პეპსინთან, ფენილალანინის პეპტიდების ექსტრაქცია გელის ფილტრაციით და შემდგომი პლასტეინის სინთეზი ტიროზინის და ტრიპტოფანის ეთილის ეთერების თანდასწრებით პაპაინის მცენარის პროტეაზას მოქმედებით, იწვევს ფენილალანინისგან თავისუფალი პლასტინების გამომუშავებას, მაგრამ დაბალანსებულია სხვაში. მჟავები.

მოდიფიკაციის ფიზიკური და ქიმიური მეთოდები.ცილის სისტემებზე ზემოქმედების ფიზიკოქიმიური მეთოდები აერთიანებს შემდეგ მეთოდებს: კომპლექსის წარმოქმნა ბუნებრივ პოლიმერებთან (ცილები, პოლისაქარიდები და ა.

კომპლექსი ტიპის მიხედვით ცილა-პროტეინის ურთიერთქმედებაპრაქტიკული გამოყენება ადრეც ჰპოვა, მაგრამ ახლა ამ ფენომენის მეცნიერული ინტერპრეტაცია არსებობს. ასე რომ, გაირკვა, რომ სხვადასხვა ხასიათის ცილების - თევზისა და მარცვლეულის ერთობლივი გაშრობა არა მხოლოდ იწვევს ძვირფასი ცილოვანი ნარევების წარმოებას, არამედ ინარჩუნებს ორიგინალური ცილების ფუნქციურ თვისებებს. როგორც დაფქული თევზის მარცვლეულის დანამატები, ხორბალი, ბრინჯი ან სხვა ფქვილი შეიძლება გამოყენებულ იქნას 10%-დან 30%-მდე ოდენობით.

მცენარეული ცილების დამატება ნახევრად მზა ხორცპროდუქტებში, კომპლექსური წარმოქმნის გამო, უზრუნველყოფს წყლის შეკავების უნარის მინიმალურ შემცირებას სითბოს დამუშავებისას.

ცილების და ნახშირწყლების კონიუგატები ხასიათდება მაღალი ფუნქციური თვისებებით, რაც ტრადიციულად გამოიყენება ტექნოლოგიურ პროცესებში. ამრიგად, საქაროზის უნარი გაზარდოს კვერცხის ცილების კოაგულაციის ტემპერატურა ფართოდ გამოიყენება ტკბილი კერძებისა და საკონდიტრო ნაწარმის ტექნოლოგიაში. ცნობილია ნახშირწყლების უნარი, მოახდინოს სტაბილიზირება ცხოველური ცილების დაბალი და მაღალი ტემპერატურის დენატურაციის მოქმედებით.

თევზის ცილების მონოსაქარიდებთან ერთად გაშრობისას წარმოიქმნება უაღრესად ხსნადი კომპლექსები, რომელთა ხსნადობა დამოკიდებულია შაქრის ბუნებაზე და მათ კონცენტრაციაზე დაქუცმაცებულ თევზში. მიღებული პროდუქტის ხსნადობაზე გავლენის თვალსაზრისით, გლუკოზა ყველაზე ეფექტურია, ხოლო საქაროზა და ფრუქტოზა ნაკლებად ეფექტურია. ანალოგიურად, გლიცერინი და მოდიფიცირებული სახამებელი ასტაბილურებს თევზის ცილებს. მაგრამ გასათვალისწინებელია, რომ ამ შემთხვევაში იქმნება პირობები მაილარდის რეაქციის წარმოქმნისთვის, რაც გამოიწვევს ცილების კვებითი ღირებულების შემცირებას.

გლუკონო-დელტა-ლაქტონის დამატება სტაბილიზებს დაფქულ ხორცს.

ასევე ცნობილია ფქვილის გლუტენის „გაძლიერების“ მეთოდები მისი კომპლექსების წარმოქმნაში მჟავე პოლისაქარიდებით, როგორიცაა პექტინის წარმოებულები, აგრეთვე მიკრობული ქსანთანის პოლისაქარიდის არსებობისას 0,1-0,5% ოდენობით.

გაზრდის ცილების წინააღმდეგობას დენატურაციისა და ლიპიდების მიმართ, რომლებსაც ასევე შეუძლიათ კომპლექსების შექმნა პირველთან. ამ ფენომენის ბუნება საკმარისად არ არის განმარტებული, მაგრამ მიუხედავად ამისა, იგი გამოიყენება დაფქული ძეხვის წარმოებაში, რომლის ნახევრად მზა პროდუქტებია ცილოვან-ცხიმოვანი ემულსიები.

ექსპოზიციის ფიზიკური მეთოდები ასევე თამაშობს როლს ცილოვანი ნივთიერებების თვისებების შეცვლაში. ამრიგად, დაფქვის ინტენსივობა, მეთოდი და ხარისხი არის მთავარი ceteris paribus ხორბლის ფქვილის ხარისხის ფორმირებაში. გარკვეული ტემპერატურული პირობების დაყენებით ისინი არეგულირებენ ხორცის სისტემების წყლის შეკავებას, სინაზეს, წვნიანს. ტემპერატურა და დამუშავების ხანგრძლივობა არეგულირებს რძის ხაჭოს ხარისხის მაჩვენებლებს. მასის ერთდროული მექანიკური შერევა იწვევს „კაზეინის მარცვლის“ წარმოქმნას, რომელიც ორგანოლეპტიკური მახასიათებლებით მნიშვნელოვნად განსხვავდება თერმული მჟავა შედედების შედეგად მიღებული ხაჭოსგან, მაგრამ შერევის გარეშე.

ხორცისა და თევზის დაფქვის მაღალი ხარისხი, განსაკუთრებით კოლოიდური ქარხნებში, იწვევს მიოფიბრილის სარკომერების მექანიკურ დეგრადაციას, რის შედეგადაც იზრდება წყლის შეკავების უნარი და ცილების ხსნადობა.

თევზის ცილების ნაწილობრივი თერმული კოაგულაცია ან დუღილის ფქვილი, რის შედეგადაც ხდება გლუტენის ცილების დენატურაცია, ცვლის შეკრულობას, საშუალებას გაძლევთ დაარეგულიროთ სისტემების ფორმირების უნარი და ორგანოლეპტიკური თვისებები.

ცილის მოდიფიკაცია

(გვიან ლათინური modificatio-ცვლილიდან) ბიოგენური, ხდება დასრულების შემდეგ გადაცემებსმატრიქსის რიბონუკლეინის მჟავა, ან mRNA, (ცილის სინთეზი mRNA შაბლონზე) ან სანამ ის დასრულდება. პირველ შემთხვევაში მ.ბ. დაურეკა პოსტი t და n s l a t i n o n y, მეორეში - to o t r a n c l a t ion n o y. იგი ხორციელდება უბნების დაშლის წყალობით. funkt. ამინომჟავების ნარჩენების ჯგუფები, ასევე პეპტიდური ბმები და განსაზღვრავს ცილის მოლეკულის საბოლოო ფორმას, მის ფიზიოლს. სტაბილურობა, მოძრაობა უჯრედში.

უჯრედგარე (გამოყოფილი), ისევე როგორც მრავალი სხვა. ციტოპლაზმური ცილები. მემბრანები და უჯრედშიდა ნაწილები (უჯრედის იზოლირებული ნაწილები) განიცდის გლიკოზილაციას, რის შედეგადაც გლიკოპროტეინები.ნაიბი. მანოზის შემცველი ჯაჭვები, რომლებიც მიმაგრებულია პოლიპეპტიდებზე N-გლიკოზიდური კავშირით, კომპლექსურად არის ორგანიზებული. ასეთი ჯაჭვების ფორმირების საწყისი ეტაპი მიმდინარეობს ერთობლივად თარგმნით სქემის მიხედვით:

დოლ-დოლიჩოლი (პოლიპრენოლი), DolHRChR-დოლიქოლის პიროფოსფატი, Glc-გლუკოზა, GlcNAc-N-აცეტილ-D-გლუკოზამინი, მან-მანოზა

მშობიარობის შემდგომი. ეტაპები ტარდება თარგმანის შემდგომ რამდენიმე მონაწილეობით. ფერმენტები, რომლებიც მდებარეობს სხვადასხვა უჯრედულ ნაწილებში. ასე რომ, ვეზიკულური სტომატიტის ვირუსის G- პროტეინისთვის, გლიკოზიდური ჯაჭვები როგო აგებულია 15 ნახშირწყლების ნარჩენებისგან, დადგენილია მოვლენების ასეთი თანმიმდევრობა. პირველ რიგში, ენდოპლაზმურში რეტიკულუმი ხდება ორ ეტაპად, ტერმინალური გლუკოზის ნარჩენების გამოყოფა ორი განსხვავებული გლუკოზიდაზას მონაწილეობით. შემდეგ მანნოსიდაზები (I და II) აშორებენ მანოზის 6 ნარჩენს და N-აცეტილ-D-გლუკოზამინის ტრანსფერაზა ამატებს სამ GlcNAc ნარჩენებს გლიკოპროტეინის მანოზის ნარჩენებს. საბოლოოდ, გოლჯის კომპლექსში, ფუკოზის, გალაქტოზის და სილიუმის მჟავის ნარჩენები აკავშირებს ამ ნარჩენებს შესაბამისი ტრანსფერაზების მონაწილეობით. მონოსაქარიდის ნარჩენებმა შეიძლება გაიაროს ფოსფორილირება, სულფონაცია და სხვა ცვლილებები.

გამოყოფილი ცილების გლიკოზილაციას წინ უძღვის პროტეოლიზური. დამუშავება - პოლიპეპტიდური ჯაჭვის "სიგნალის" ამინომჟავების თანმიმდევრობის N-ბოლოდან გამოყოფა. ევკარიოტულში უჯრედები (ყველა ორგანიზმის უჯრედები, გარდა ბაქტერიებისა და ლურჯ-მწვანე წყალმცენარეებისა), ეს პროცესი ტარდება ტრანსლაციის გზით, პროკარიოტებში. უჯრედები (ბაქტერიების უჯრედები და ლურჯ-მწვანე წყალმცენარეები) ის შეიძლება გაგრძელდეს ტრანსლაციურად. ნაიბი. საერთო სასიგნალო თანმიმდევრობები მოიცავს 23 ამინომჟავის ნარჩენს. ამ თანმიმდევრობების დამახასიათებელი ნიშნებია მოკლე დადებითად დამუხტული მონაკვეთის ბოლოში არსებობა, რასაც მოჰყვება ჰიდროფობიური განყოფილება, რომელიც შეიცავს 7-დან 14 ამინომჟავის ნარჩენებს. სასიგნალო თანმიმდევრობები მთავრდება ჰიდროფილური რეგიონით, კონსერვატიული სიგრძით (5-7 ნარჩენი), რომლის C-ბოლოზე ყველაზე ხშირად არის ალანინის, გლიცინის, სერინის, ტრეონინის, ცისტეინის ან გლუტამინის ნარჩენები.

თითქმის ყველა ფუნქცია. უჯრედგარე ცილების კლასები (, ჰორმონები და ა.შ.) შეიცავს დისულფიდურ ობლიგაციებს. ისინი წარმოიქმნება ცისტენის SH ჯგუფებისგან მრავალსაფეხურიანი პროცესით, რომელიც მოიცავს ფერმენტ დისულფიდ იზომერაზას. საშუალო ჩნდება ადრეულ ეტაპზე. "არასწორი" დისულფიდური ხიდების რაოდენობა, ტო-ჭვავის აღმოფხვრილია თიოლ-დისულფიდური გაცვლის შედეგად, კრომში, როგორც ჩანს, ჩართულია ცისტამინი (H 2 NCH 2 CH 2 S) 2. ვარაუდობენ, რომ კავშირების ასეთი "აღრიცხვა" ხდება მაქსიმუმამდე. სტაბილური მესამეული სტრუქტურა, რომელშიც დისულფიდური ხიდები "დამარხულია" და, შესაბამისად, მიუწვდომელია რეაგენტებისთვის.

მაქსიმუმამდე. უჯრედშიდა ცილების საერთო მოდიფიკაციები მოიცავს OH ჯგუფის სერინის, ტიროზინის და ტრეონინის ნარჩენების ფოსფორილირებას და დეფოსფორილირებას, რომლებიც ხორციელდება პროტეინ კინაზას და ფოსფატაზას ფერმენტების მონაწილეობით სქემის მიხედვით:

ATP - ადენოზინტრიფოსფატი, ADP - ადენოზინ დიფოსფატი, P - ფოსფორის მჟავა ან მისი ნარჩენი

ფოსფორილირებას თან ახლავს ფერმენტების გააქტიურება ან ინაქტივაცია, მაგალითად. გლიკოზილტრანსფერაზები და ასევე იცვლება ფიზ.-ქიმი. არაფერმენტულ ცილებში წმ. შექცევადი ცილები აკონტროლებენ, მაგალითად, ისეთ მნიშვნელოვან პროცესებს, როგორიცაა ტრანსლაცია, ლიპიდები, გლუკონეოგენეზი და კუნთების შეკუმშვა.

ბირთვული დნმ-ით დაშიფრული მიტოქონდრიისა და ქლოროპლასტების ცილებს აქვთ ჭარბი ამინომჟავების თანმიმდევრობა N-ბოლოზე, ჭვავის შერჩევით მიმართავს პოლიპეპტიდურ ჯაჭვებს ორგანელების გარკვეულ ნაწილებში, რის შემდეგაც ისინი იშლება პროტეოლიზის შედეგად სპეციფიური მონაწილეობით. ენდოპეპტიდაზები. მიტოქონდრიული ცილების წინამორბედების ჭარბი თანმიმდევრობა მნიშვნელოვნად განსხვავდება ამინომჟავების ნარჩენების რაოდენობით; ისინი შეიძლება იყოს 22-დან 80-მდე. მოკლე თანმიმდევრობებს ახასიათებთ დადებითად დამუხტული ამინომჟავების ნარჩენების მაღალი (20-25%) შემცველობა პოლიპეპტიდური ჯაჭვის გასწვრივ თანაბრად. გრძელი თანმიმდევრობები დამატებით მოიცავს ჰიდროფობიური ამინომჟავებისგან შემდგარ მონაკვეთს, რომელიც „ამაგრებს“ წინამორბედს მიტოქონდრიული მემბრანების ლიპიდურ ორ ფენაში.

ცნობილია რიგი ჰორმონების წინამორბედები (მაგ., გასტრინი, გლუკაგონი და ინსულინი), ჭვავის გადადის აქტიურ ფორმაში პოლიპეპტიდური ჯაჭვის გაყოფის გზით იმ ადგილებში, რომლებიც შეიცავს ძირითადი ამინომჟავების ორ თანმიმდევრულად განლაგებულ ნარჩენებს (და ლიზინი). გაყოფა ხორციელდება სპეციფიკის მონაწილეობით. ენდოპეპტიდაზა მოქმედებს ანსამბლში მეორე ფერმენტთან, რომელსაც აქვს კარბოქსიპეპტიდაზა. ეს უკანასკნელი შლის ტერმინალური ძირითადი ამინომჟავების ნარჩენებს, ასრულებს ტრანსფორმაციას. პეპტიდი აქტიურ ჰორმონად. პროტეოლიზურ პროტეინებს. აქტივაცია, ასევე მოიცავს პროტეინაზებს (, ტრიფსინს,), პროკოლაგენს, სისხლის კოაგულაციის სისტემის ცილებს და ა.შ. ზოგიერთ შემთხვევაში ფერმენტების დროებითი „შენარჩუნებისთვის“ აუცილებელია ფერმენტების არააქტიური ფორმები (ზიმოგენები). ასე რომ, ზიმოგენები ტრიფსინი და ქიმოტრიფსინი (შესაბამისად, ტრიფსინოგენი და ქიმოტრიფსინოგენი) სინთეზირდება პანკრეასში, გამოიყოფა წვრილ ნაწლავში და მხოლოდ იქ სპეციფიკური მოქმედებით. ფერმენტები გარდაიქმნება. აქტიურ ფორმაში.

ცილების ფართო სპექტრი (მიოზინი, აქტინი, რიბოსომური ცილები და ა.შ.) მეთილირებულია პოსტტრანსლაციურად ლიზინის, არგინინის და ჰისტიდინის ნარჩენებზე (N-მეთილაცია), ასევე გლუტამინისა და ასპარტინის მჟავას ნარჩენებზე (O-მეთილაცია). ჩვეულებრივ მოქმედებს როგორც მეთილაციური აგენტი S-ადენოსილმეთიონინი.

ზოგიერთ ევკარიოტში უჯრედებში, p-rimy ცილების ნახევარზე მეტი აცეტილირდება N-ბოლოზე. ეს პროცესი შეიძლება განხორციელდეს თანდაყოლილი და შემდგომი თარგმანით (მითითებულია დიაგრამაში შესაბამისად. K. T. და P. T.), მაგალითად:

HSCoA-კოენზიმი A, AcCoA - აცეტილ კოენზიმი A, მეტ-მეთიონინი, Asp - ასპარტინის მჟავა

პეპტიდებისთვის, რომლებიც შეიცავს 3-დან 64 ამინომჟავის ნარჩენებს და გამოიყოფა დეკომპ. ორგანოები (, სეკრეტინი და ა.შ.), ნაპოვნი თარგმანის შემდგომ. C-ტერმინალური ნარჩენების ამიდაცია (გარდა არგინინის და ასპარაგინის ტერმინალური ნარჩენებისა).

Nek-ry ტიპის მოდიფიკაციები დამახასიათებელია ცალკეული ცილების ან ცილების მცირე ჯგუფებისთვის. კერძოდ, კოლაგენში და რამდენიმე. სხვა პროტეინები მსგავსი ამინომჟავების თანმიმდევრობით შეიცავს 4- და 3-ჰიდროქსიპროლინს, ასევე 5-ჰიდროქსილიზინს. პროლინისა და ლიზინის ნარჩენების ჰიდროქსილაცია მიმდინარეობს ერთობლივად და მნიშვნელოვანია კოლაგენის უნიკალური სტრუქტურის ფორმირებისთვის. ჰიდროქსილიზინი მონაწილეობს კოვალენტური ჯვარედინების ფორმირებაში კოლაგენის პოლიპეპტიდურ ჯაჭვებს შორის სქემის მიხედვით:

ბირთვული ცილები (ჰისტონები, არაჰისტონის ცილები) განიცდის ადენოზინ დიფოსფატის რიბოზილირებას და პოლიადენოზინ დიფოსფატის რიბოზილირებას, რომლის დროსაც ადენოზინ დიფოსფატ-ტრიბოზილის ნარჩენები გადადის კოენზიმ ნიკოტინამიდ ადენინ დინუკლეოტიდიდან (NAD) მიმღებად:

ეს ორი უბანი ბევრი რამით განსხვავდება. ასპექტები. კერძოდ, პოლიადენოზინის დიფოსფატის რიბოზილირება მიმდინარეობს ერთი დღის თანდასწრებით. დნმ. ადენოზინის დიფოსფატის რიბოზილის ჯგუფების უმეტესობა მიმაგრებულია პროტეინებთან OH ჯგუფის მიერ რიბოზის ნარჩენების მე-5" პოზიციაზე და პოლიპეპტიდური ჯაჭვის შიგნით მდებარე C-ტერმინალური ამინომჟავის COOH ჯგუფის მიერ წარმოქმნილი ეთერული ბმის მეშვეობით.

დიდი მნიშვნელობა აქვს გლუტამინის ნარჩენებს - თქვენ გ-კარბოქსიგლუტამინის წარმოქმნით - თქვენ პროთრომბინის წინამორბედში. ეს უბანი კატალიზებულია K-დამოკიდებული კარბოქსილაზას მიერ, რომელიც ლოკალიზებულია ენდოპლაზმურ გარსებში. რეტიკულუმი. მსგავსი უბანი მიმდინარეობს გარკვეული სხვა კოაგულაციური ფაქტორების მომწიფების დროს.

ნათ.:ბიოქიმიის საფუძვლები, ტრანს. ინგლისურიდან, ტ.1, M., 1981, გვ. 277-80; გენერალი, ტრანს. ინგლისურიდან, ტ.10, M., 1986, გვ. 543-70; ცილების პოსტტრანსლაციური მოდიფიკაციის ენზიმოლოგია, ვ. 1, ლ.-ნ. ი., 1980; გლიკოპროტეინების და პროტეოგლიკანების ბიოქიმია, N. Y.-L., 1980; უჯრედის ბიოლოგია. ყოვლისმომცველი ტრაქტატი, ვ. 4-თარგმანი და ცილების ქცევა, N. Y., 1980; მეთოდები ფერმენტოლოგიაში, ვ. 106, N.Y., 1984; Hurt E.G., Loon A.P.G.M. van, "Trends in Biochem. Sci.", 1986, ვ. 11, No 5. n. 204-07. V. N. ლუზიკოვი.

ქიმიური ენციკლოპედია. - მ.: საბჭოთა ენციკლოპედია. რედ. ი.ლ.კნუნიანცი. 1988 .

ნახეთ, რა არის "პროტეინის მოდიფიკაცია" სხვა ლექსიკონებში:

- (გვიანდელი ლათინური modificatio ღონისძიების დაყენება, ლათინური modus ღონისძიება, გარეგნობა, გამოსახულება, გარდამავალი თვისება და ლათინური facio to do), ტრანსფორმაცია, გაუმჯობესება, რაღაცის შეცვლა ახალი თვისებების შეძენით. ცვლილებები ხარისხობრივად ... ვიკიპედია

პოსტტრანსლაციური მოდიფიკაცია არის ცილის კოვალენტური ქიმიური მოდიფიკაცია რიბოსომაზე მისი სინთეზის შემდეგ. მრავალი პროტეინისთვის, თარგმანის შემდგომი მოდიფიკაცია არის ბიოსინთეზის საბოლოო ნაბიჯი, რომელიც არის პროცესის ნაწილი ... ... ვიკიპედია

EcoRV ენდონუკლეაზა კომპლექსში დაშლილი დნმ-ის ფრაგმენტით. შეზღუდვის მოდიფიკაციის სისტემა არის ბაქტერიების ფერმენტული სისტემა, რომელიც ანადგურებს უჯრედში შესულ უცხო დნმ-ს. მისი მთავარი ფუნქციაა უჯრედის დაცვა უცხო გენეტიკური მასალისგან... ვიკიპედია

ამ ტერმინს სხვა მნიშვნელობა აქვს, იხილეთ პროტეინები (მნიშვნელობები). პროტეინები (ცილები, პოლიპეპტიდები) არის მაღალმოლეკულური ორგანული ნივთიერებები, რომლებიც შედგება ალფა ამინომჟავებისგან, რომლებიც დაკავშირებულია ჯაჭვში პეპტიდური კავშირით. ცოცხალ ორგანიზმებში ... ... ვიკიპედია

მირის კოსმოსურ სადგურზე და NASA-ს შატლის ფრენების დროს გაზრდილი სხვადასხვა ცილების კრისტალები. მაღალგანწმენდილი ცილები დაბალ ტემპერატურაზე ქმნიან კრისტალებს, რომლებიც გამოიყენება ამ ცილის მოდელის მისაღებად. ცილები (ცილები, ... ... ვიკიპედია

და ევკარიოტული უჯრედის სხვა მემბრანული ორგანელები გოლჯის აპარატის (კომპლექსური) მემბრანული სტრუქტურის e ... Wikipedia

გოლჯის აპარატი და ევკარიოტული უჯრედის სხვა მემბრანული ორგანელები

ლოტი; pl. (ერთეული ამინომჟავა, s; გ.). ორგანული ნივთიერებები, რომლებიც აერთიანებენ მჟავების და ფუძეების თვისებებს (ისინი წარმოადგენენ ცხოველური და მცენარეული ორგანიზმების ყველა ცილის ძირითად სამშენებლო მასალას). * * * ამინომჟავები არის ორგანული ნაერთების კლასი,…… ენციკლოპედიური ლექსიკონი

ამ ეტაპზე ხდება მესამეული სტრუქტურის ფორმირება და პოლიპეპტიდის მოლეკულის დამუშავება.

რიბოსომაზე სინთეზირებული პოლიპეპტიდური ცილის მოლეკულა ატარებს ინფორმაციას და ე.წ კონფორმაციული , ე.ი. ის ტრანსფორმაციას განიცდის დამუშავება ) მკაცრად განსაზღვრულ სამგანზომილებიან სხეულში, რომელიც უკვე ატარებს ფუნქციურ ინფორმაციას.

ეს ეხება სტრუქტურული ფუნქციის მქონე ცილებს, მაგრამ არა ბიოლოგიურად არააქტიური ცილის წინამორბედის მოლეკულებს. მათი ფუნქციური აქტივობა ვლინდება გარდაქმნების შედეგად ე.წ პოსტსინთეზური ან თარგმანის შემდგომი მოდიფიკაცია . სინთეზის პროცესში მის შემადგენლობაში შეიძლება შევიდეს 20 ამინომჟავა. თარგმანის შემდეგ, თარგმანის შემდგომი მოდიფიკაცია აფართოებს ცილის ფუნქციურ შემადგენლობას:

ფორმილმეთიონინის ან მეთიონინის N-ბოლოების გაყოფა;

სასიგნალო პეპტიდების დაშლა;

პროთეზირების ჯგუფის მიმაგრება;

ჰისტონებისა და არაჰისტონის ქრომატინის ცილების ფოსფორილირება;

ლიზინის და არგინინის რადიკალების მეთილაცია;

ოლიგოსაქარიდის ფრაგმენტების მიმაგრება ასპარაგინის, სერინის რადიკალებთან;

სწორი ცილის სტრუქტურის არჩევანი ხდება ცილების მონაწილეობით - ჩაპერონები . ჰიდროფობიური რეგიონები chaperone-70 გლობულის ზედაპირზე ურთიერთქმედებს სინთეზირებული ჯაჭვის ჰიდროფობიურ უბნებთან, იცავს მას სხვა ციტოზოლურ ცილებთან არასწორი ურთიერთქმედებისგან. Chaperones-60 მონაწილეობს არასწორად დაკეცილი ან დაზიანებული ჯაჭვის სივრცითი სტრუქტურის კორექტირებაში.

სინთეზირებული ცილების ტრანსპორტირება მემბრანებში

ევკარიოტებში mRNA წარმოიქმნება ბირთვში და შედის რიბოსომაში, რომელიც მდებარეობს უჯრედის ციტოზოლში. სინთეზირებული ცილა რიბოსომიდან ციტოზოლში გადადის. თუ ის არ გამოიყენება თავად უჯრედის საჭიროებისთვის, ე.ი. ეხება ექსპორტირებული (გამოყოფილი) ცილები , შემდეგ იგი ტრანსპორტირდება უჯრედის მემბრანაში ჰიდროფობიური რადიკალების შემცველი დაბალმოლეკულური პეპტიდების (15-30 ამინომჟავის ნარჩენები) დახმარებით. Ეს არის წამყვანი ან სასიგნალო პეპტიდები . სიგნალის პეპტიდური თანმიმდევრობები წარმოიქმნება რიბოსომებში N-ბოლოდან ცილების სინთეზის დროს სასიგნალო კოდონებით, რომლებიც მდებარეობს ინიციატორის შემდეგ დაუყოვნებლივ და აღიარებულია ენდოპლაზმური ბადის რეცეპტორების უბნებით. მემბრანაში წარმოიქმნება არხი, რომლის მეშვეობითაც სასიგნალო პეპტიდი აღწევს ენდოპლაზმური ბადის ცისტერნაში და მასთან ერთად მიათრევს სინთეზირებულ ცილის მოლეკულას. Გავლენის ქვეშ სასიგნალო პეპტიდაზა N-ტერმინალური სიგნალის თანმიმდევრობა იშლება და ცილა უჯრედიდან გამოდის გოლჯის აპარატის მეშვეობით სეკრეტორული ვეზიკულის სახით.

ცილის სინთეზის რეგულირება

უჯრედში მრავალი ცილის კონცენტრაცია არ არის მუდმივი და იცვლება უჯრედის მდგომარეობისა და გარე პირობების მიხედვით. ეს ხდება ცილის სინთეზისა და დეგრადაციის სიჩქარის რეგულირების შედეგად.

გენები- დნმ-ის სეგმენტები, რომლებიც კოდირებენ tRNA, rRNA, mRNA სინთეზს.

გენები, რომლებიც კოდირებენ mRNA სინთეზს, ეწოდება ცილის გენები .

ტრანსკრიპციის რეგულირება(პირველადი ტრანსკრიპტის ფორმირება) ცილის სინთეზის რეგულირების ყველაზე გავრცელებული მექანიზმია.

გამოარჩევენ რეგულირების ორი ფორმა – შერწყმის ინდუქცია (პოზიტიური რეგულაცია) და სინთეზის რეპრესია (უარყოფითი რეგულაცია).

ინდუქციისა და რეპრესიის ცნებებივარაუდობენ ცილის სინთეზის სიჩქარის ცვლილებას მიმართ საწყისი (ბაზალური) დონე .

სინთეზი ბაზალურ მდგომარეობაში - კონსტიტუციური სინთეზი .

თუ კონსტიტუციური ცილის სინთეზის სიჩქარე მაღალია, მაშინ ცილა რეგულირდება სინთეზის დათრგუნვის მექანიზმით და, პირიქით, დაბალი ბაზალური სიჩქარით, ხდება სინთეზის ინდუცირება.

უჯრედის გენეტიკურ აპარატში არსებობს ოპერონები - დნმ-ის სეგმენტები, რომლებიც შეიცავს გარკვეული ცილების სტრუქტურულ გენებს და მარეგულირებელ რეგიონებს.

გენეტიკური კოდის კითხვა იწყება პრომოტორით, რომელიც მდებარეობს ოპერატორის გენის გვერდით.

ოპერატორი გენიმდებარეობს სტრუქტურული გენის უკიდურეს სეგმენტზე. ის ან კრძალავს ან უშვებს mRNA-ს დნმ-ზე რეპლიკაციას.

ზე ევკარიოტი ჭარბობს დადებითი მარეგულირებელი მექანიზმები. მთავარი მარეგულირებელი წერტილი არის ტრანსკრიფციის დაწყების ეტაპი. მარეგულირებელ ელემენტებს, რომლებიც ასტიმულირებენ ტრანსკრიფციას, ე.წ გამაძლიერებლები და მისი ჩახშობა - დალუქები (მაყუჩები) . მათ შეუძლიათ შერჩევით ურთიერთობა მარეგულირებელი ცილები : გამაძლიერებლები - თან ინდუქტორი ცილები , მაყუჩები - თან რეპრესორული ცილები .

რეპრესორული ცილაურთიერთობს ოპერონსა და მარეგულირებელ გენს შორის. რეპრესორი წარმოიქმნება ბირთვის რიბოსომებში მარეგულირებელ გენზე სინთეზირებული mRNA-ზე. ის ქმნის კომპლექსს ოპერატორ გენთან და ბლოკავს mRNA-ს და, შესაბამისად, ცილის სინთეზს. რეპრესორს შეუძლია დაუკავშირდეს დაბალი მოლეკულური წონის ნივთიერებებს - ინდუქტორებს ან ეფექტორებს. ამის შემდეგ ის კარგავს ოპერატორის გენთან შეკავშირების უნარს, ოპერატორი გენი გამოდის რეგულატორის გენის კონტროლიდან და იწყება mRNA სინთეზი.

ძუძუმწოვრების უჯრედებშიარსებობს ცილის ბიოსინთეზის რეგულირების ორი ტიპი :

- მოკლე ვადა , ორგანიზმის ადაპტაციის უზრუნველყოფა გარემო ცვლილებებთან;

- ხანგრძლივი, სტაბილური , რომელიც განსაზღვრავს უჯრედების დიფერენციაციას და ორგანოებისა და ქსოვილების სხვადასხვა ცილოვან შემადგენლობას.

(გვიან ლათინური modificatio-ცვლილიდან) ბიოგენური, ხდება დასრულების შემდეგ გადაცემებს მატრიქსის რიბონუკლეინის მჟავა, ან mRNA, (ცილის სინთეზი mRNA შაბლონზე) ან სანამ ის დასრულდება. პირველ შემთხვევაში მ.ბ. დაურეკა პოსტი t და n s l a t i n o n y, მეორეში - to o t r a n c l a t ion n o y. იგი ხორციელდება რეაქციების დაშლის გამო. მჟავა ნარჩენების ფუნქციური ჯგუფები, ასევე პეპტიდური ბმები და განსაზღვრავს ცილის მოლეკულის საბოლოო ფორმას, მის ფიზიოლოგიურ აქტივობას, სტაბილურობას და უჯრედში მოძრაობას.

უჯრედგარე (გამოყოფილი) ცილები, ისევე როგორც მრავალი სხვა. ციტოპლაზმური ცილები. მემბრანები და უჯრედშიდა ნაწილები (უჯრედის იზოლირებული ნაწილები) განიცდის გლიკოზილაციას, რის შედეგადაც გლიკოპროტეინები.ნაიბი. მანოზის შემცველი ჯაჭვები, რომლებიც მიმაგრებულია პოლიპეპტიდებზე N-გლიკოზიდური კავშირით, კომპლექსურად არის ორგანიზებული. ასეთი ჯაჭვების ფორმირების საწყისი ეტაპი მიმდინარეობს ერთობლივად თარგმნით სქემის მიხედვით:

დოლ-დოლიკოლი (პოლიპრენოლი), დოლ-P-P-დოლიქოლის პიროფოსფატი, გლც-გლუკოზა, GlcNAc-N-აცეტილ-D-გლუკოზამინი, მან-მანოზა

თითქმის ყველა ფუნქცია. უჯრედგარე ცილების კლასები (ფერმენტები, ჰორმონები, იმუნოგლობულინები და სხვ.) შეიცავს დისულფიდურ ბმებს. ისინი წარმოიქმნება ცისტენის SH ჯგუფებისგან მრავალსაფეხურიანი პროცესით, რომელიც მოიცავს ფერმენტ დისულფიდ იზომერაზას. საშუალო ჩნდება ადრეულ ეტაპზე. "არასწორი" დისულფიდური ხიდების რაოდენობა, ტო-ჭვავის აღმოფხვრილია თიოლ-დისულფიდური გაცვლის შედეგად, კრომში, როგორც ჩანს, ჩართულია ცისტამინი (H 2 NCH 2 CH 2 S) 2. ვარაუდობენ, რომ კავშირების ასეთი "აღრიცხვა" ხდება მაქსიმუმამდე. სტაბილური მესამეული სტრუქტურა, რომელშიც დისულფიდური ხიდები "დამარხულია" და, შესაბამისად, მიუწვდომელია რეაგენტებისთვის.

ფოსფორილირებას თან ახლავს ფერმენტების გააქტიურება ან ინაქტივაცია, მაგალითად. გლიკოზილტრანსფერაზები, ასევე არაფერმენტული ცილების ფიზიკოქიმიური თვისებების ცვლილება. შექცევადი ცილის ფოსფორილირება აკონტროლებს, მაგალითად, მნიშვნელოვან პროცესებს, როგორიცაა ტრანსკრიფცია და ტრანსლაცია, ლიპიდური მეტაბოლიზმი, გლუკონეოგენეზი და კუნთების შეკუმშვა.

ცნობილია რიგი ჰორმონების წინამორბედები (მაგ. გასტრინი, გლუკაგონი და ინსულინი), ჭვავის გადადის აქტიურ ფორმაში პოლიპეპტიდური ჯაჭვის გაყოფით იმ ადგილებში, რომლებიც შეიცავს ძირითადი ამინომჟავების (არგინინი) ზედიზედ განლაგებულ ნარჩენებს. და ლიზინი). გაყოფა ხორციელდება სპეციფიკის მონაწილეობით. ენდოპეპტიდაზა მოქმედებს ანსამბლში მეორე ფერმენტთან, რომელსაც აქვს კარბოქსიპეპტიდაზას აქტივობა. ეს უკანასკნელი შლის ტერმინალური ძირითადი ამინომჟავების ნარჩენებს, ასრულებს ტრანსფორმაციას. პეპტიდი აქტიურ ჰორმონად. პროტეოლიზურ პროტეინებს. აქტივაცია, ასევე მოიცავს პროტეინაზებს (პეპსინი, ტრიპსინი, ქიმოტრიფსინი), ალბუმინებს, პროკოლაგენს, სისხლის კოაგულაციის სისტემის ცილებს და ა.შ. ზოგიერთ შემთხვევაში ფერმენტების დროებითი „შენარჩუნებისთვის“ აუცილებელია ფერმენტების არააქტიური ფორმები (ზიმოგენები). ასე რომ, ზიმოგენები ტრიფსინი და ქიმოტრიფსინი (შესაბამისად, ტრიფსინოგენი და ქიმოტრიფსინოგენი) სინთეზირდება პანკრეასში, გამოიყოფა წვრილ ნაწლავში და მხოლოდ იქ სპეციფიკური მოქმედებით. ფერმენტები გარდაიქმნება. აქტიურ ფორმაში.

ცილების ფართო სპექტრი (ჰისტონი, მიოზინი, აქტინი, რიბოსომური ცილები და ა.შ.) მეთილირებულია პოსტტრანსლაციურად ლიზინის, არგინინის და ჰისტიდინის ნარჩენებზე (N-მეთილაცია), ასევე გლუტამინისა და ასპარტინის მჟავას ნარჩენებზე (O-მეთილაცია). . ჩვეულებრივ მოქმედებს როგორც მეთილაციური აგენტი S-ადენოსილმეთიონინი.

HSCoA-კოენზიმი A, AcCoA - აცეტილ კოენზიმი A, მეტ-მეთიონინი, Asp - ასპარტინის მჟავა

პეპტიდებისთვის, რომლებიც შეიცავს 3-დან 64 ამინომჟავის ნარჩენებს და გამოიყოფა დეკომპ. ორგანოები (გასტრინი, სეკრეტინი, ქოლეცისტოკინინი და ა.შ.), აღმოჩნდა პოსტტრანსლაციები. C-ტერმინალური ამინომჟავის ნარჩენების ამიდაცია (გარდა არგინინის და ასპარაგინის ტერმინალური ნარჩენებისა).

დიდი მნიშვნელობა აქვს გლუტამინის ნარჩენების კარბოქსილირებას - თქვენ გ-კარბოქსიგლუტამინის წარმოქმნით - თქვენ პროთრომბინის წინამორბედში. ეს რეაქცია კატალიზდება ენდოპლაზმურ მემბრანებში ლოკალიზებული ვიტამინ K-დამოკიდებული კარბოქსილაზას მიერ. რეტიკულუმი. მსგავსი რეაქცია ხდება გარკვეული სხვა კოაგულაციური ფაქტორების მომწიფების დროს.

ნათ.:ბიოქიმიის საფუძვლები, ტრანს. ინგლისურიდან, ტ.1, M., 1981, გვ. 277-80; ზოგადი ორგანული ქიმია, ტრანს. ინგლისურიდან, ტ.10, M., 1986, გვ. 543-70; ცილების პოსტტრანსლაციური მოდიფიკაციის ენზიმოლოგია, ვ. 1, ლ.-ნ. ი., 1980; გლიკოპროტეინების და პროტეოგლიკანების ბიოქიმია, N. Y.-L., 1980; უჯრედის ბიოლოგია. ყოვლისმომცველი ტრაქტატი, ვ. 4-თარგმანი და ცილების ქცევა, N. Y., 1980; მეთოდები ფერმენტოლოგიაში, ვ. 106, N.Y., 1984; Hurt E.G., Loon A.P.G.M. van, "Trends in Biochem. Sci.", 1986, ვ. 11, No 5. n. 204-07. V. N. ლუზიკოვი.

გერონტოლოგიის დარგში ცნობილი ინდოელი სპეციალისტის მონოგრაფია, რომელიც ეძღვნება ქრომატინის სტრუქტურასა და ფუნქციებში დაბერების დროს მომხდარ ცვლილებებს, ფერმენტების აქტივობას, კოლაგენის სტრუქტურასა და სინთეზს, იმუნური და ენდოკრინული სისტემების აქტივობას. ასევე განიხილება უჯრედების დაბერება და დაბერების თანამედროვე თეორიები.

განკუთვნილია ბიოლოგებისთვის, ბიოქიმიკოსებისთვის, გერონტოლოგებისთვის, გერიატრებისთვის.

Წიგნი:

<<< Назад

წინ >>>

პოსტტრანსლაციური კოვალენტური მოდიფიკაცია ხდება რამდენიმე ცილის ამინომჟავების ნარჩენების გვერდით ჯგუფებში. ქრომოსომული ცილები, როგორც ჰისტონები, ასევე NGP-ები, სინთეზირდება ციტოპლაზმაში და შემდეგ გადადის ბირთვში, სადაც ისინი უკავშირდებიან დნმ-ს. ეს ცილები, განსაკუთრებით ჰისტონები, განიცდიან მრავალფეროვან პოსტტრანსლაციურ კოვალენტურ მოდიფიკაციას: ფოსფორილირებას, აცეტილაციას, მეთილაციას და ადპრიბოზილირებას. H1, H2A და H4 ჰისტონების NH 2 - ტერმინალური სერინის ნარჩენების აცეტილაცია ხდება ტრანსლაციის დროს და წარმოადგენს სტაბილურ მოდიფიკაციას. H3 და H4 ჰისტონების შიდა ლიზინის ნარჩენების აცეტილაცია და შიდა სერინის ნარჩენების ფოსფორილირება ხდება ციტოპლაზმაში. ეს ჰისტონები შემდეგ გადადიან ბირთვებში და უკავშირდებიან დნმ-ს. შიდა ლიზინის აცეტილაცია შექცევადია. გარდა ამისა, ლიზინის ნარჩენების შექცევადი მოდიფიკაცია ხდება დნმ-თან ჰისტონის შეკავშირების შემდეგ. ოთხი ტიპის კოვალენტური მოდიფიკაციებით იცვლება ჰისტონების იონური შემადგენლობა და მათი სტერული თვისებები და, შესაბამისად, დნმ-თან ურთიერთქმედება (ნახ. 2.4).

ბრინჯი. 2.4. ქრომატინის სტრუქტურა, რომელიც მიუთითებს ჰისტონებისა და დნმ-ის NGP-ების შეკავშირების ადგილებზე. წარმოდგენილია ჰისტონების კოვალენტური მოდიფიკაციები, რის შედეგადაც იცვლება მათი შეკავშირება დნმ-თან

ისეთი მოდიფიკაციებით, როგორიცაა ფოსფორილირება და ადპრიბოზილირება, ჰისტონებზე უარყოფითი მუხტების რაოდენობა იზრდება და ამან შეიძლება გამოიწვიოს მათი გამოყოფა დნმ-ისგან, რაც მის ტრანსკრიფციას ან რეპლიკაციას იძლევა. აცეტილირებისას ჰისტონებზე მთლიანი დადებითი მუხტი მცირდება. ამან ასევე შეიძლება გამოიწვიოს მათი გამოყოფა დნმ-ისგან. ამავდროულად, მეთილაციის დროს შეიძლება გაიზარდოს დადებითი მუხტი ჰისტონის მოლეკულებზე, რაც იწვევს მათ უფრო ძლიერ შეკავშირებას დნმ-თან და, შედეგად, გენის აქტივობის ჩახშობამდე. სპეციფიკური ამინომჟავები ექვემდებარება სპეციფიკურ ცვლილებებს. გარკვეული ცვლილებები უპირატესად ხდება გარკვეულ ჰისტონებში და ასევე უჯრედული ციკლისა და უჯრედების ზრდის კონკრეტულ ფაზებში. ამრიგად, შესაძლებელია, რომ ქრომოსომული ცილების გვერდითი ჯგუფების მოდიფიკაციები იყოს გენის ექსპრესიის წვრილი რეგულირების მექანიზმი. მაგიდაზე. 2.3 გვიჩვენებს ამ ცვლილებების ზოგიერთ მახასიათებელს.

ცხრილი 2.3.ჰისტონური ჯაჭვების კოვალენტური მოდიფიკაციების პარამეტრები

ფოსფორილირება

ქრომოსომული ცილების ფოსფორილირება არის ენერგიაზე დამოკიდებული პოსტსინთეზური მოდიფიკაცია. ის გვხვდება როგორც ციტოპლაზმაში, ასევე ბირთვში. ორდმა და სტოკენმა აჩვენეს 32P ინკორპორაცია ჰისტონებში in vivo. ცოტა ხნის წინ, ჰისტონი H1 უფრო ფოსფორილირებული იყო, ვიდრე სხვა ჰისტონები. სპეციფიური cAMP-დამოკიდებული პროტეინ კინაზების მიერ ფოსფორილირების ძირითადი ცენტრებია ჰისტონებისა და NGB-ების სერინის და ტრეონინის ნარჩენების გვერდითი ჯგუფები. ლიზინის, ჰისტიდინის და არგინინის ნარჩენები ფოსფორილირდება მცირე რაოდენობით. კინაზები წარმოდგენილია ქრომატინის NGB ფრაქციაში. სპეციფიკური ჰისტონ კინაზები, როგორც ჩანს, მონაწილეობენ კონკრეტული ცენტრების ფოსფორილირებაში. მსხვილფეხა რქოსანი თიმუსის ქრომატინიდან შესაძლებელი გახდა AMP-ზე დამოკიდებული კინაზის იზოლირება, რომელიც ფოსფორილირებს H3 ჰისტონში ერთ ცენტრს. ამ ნარჩენების დეფოსფორილირება ხორციელდება ფოსფატაზებით, რომლებიც ასევე გვხვდება NGB ფრაქციაში. საიმედოდ დადგინდა, რომ ფერმენტების ფოსფორილირება და დეფოსფორილირება მათი აქტივობის რეგულირების ერთ-ერთი მთავარი მექანიზმია, რადგან ეს ცვლილებები, რომლებიც იწვევს კონფორმაციულ ცვლილებებს, ფერმენტებს გადააქვს აქტიური მდგომარეობიდან არააქტიურში და პირიქით. ასეთი ცვლილებებით ხდება სტრუქტურული ცვლილებები ქრომოსომული ცილების მოლეკულებში, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს ქრომატინის ფუნქციური ცვლილებები. ჰისტონის ფოსფორილირება-დეფოსფორილირების რეაქცია ნაჩვენებია ქვემოთ:

ქრომოსომული ცილების მოლეკულებში აღმოჩნდა ფოსფატის ჯგუფების დამატების ორი ტიპი. ერთ-ერთი მათგანი, მათ შორის P-O ბმა, დამახასიათებელია სერინისა და თრეონინის ნარჩენებისთვის და ეს ბმა მჟავა რეზისტენტულია. მეორე ტიპი მოიცავს P-N ბმას, რომელიც წარმოიქმნება ლიზინის, ჰისტიდინისა და არგინინის ნარჩენებში. ეს ბმა არასტაბილურია მჟავე გარემოში.

ჰისტონის ფოსფორილირება

ფოსფორილირების პროცესი - ქრომოსომული ცილების შიდა ნარჩენების დეფოსფორილირება ხდება დიდი სიჩქარით. სწრაფი ფოსფორილირება შეინიშნება არა მხოლოდ გამყოფ, არამედ არაგამყოფ უჯრედებშიც სხვადასხვა ეფექტორებით მათი სტიმულაციის შემდეგ. ჰისტონი H1 ძირითადად ექვემდებარება ფოსფორილირებას, ანუ ჰისტონის ფოსფორილირებას, როგორც ჩანს, არ ახდენს გავლენას ქრომატინის ტრანსკრიპციულ აქტივობაზე.

ჰისტონ H1 ფოსფორილირების ცენტრები განსხვავებულია უჯრედული ციკლის სხვადასხვა ეტაპზე. Ser-37 ფოსფორილირდება G 1 ფაზაში, Ser-114 S და G 2 ფაზაში, Ser-180 M ფაზაში. როგორც ჩანს, ეს გამოწვეულია H1 კინაზების სიმრავლით, რომელთაგან თითოეული სპეციფიკურია. ნაჩვენებია, რომ სწრაფად მზარდი უჯრედები შეიცავს სპეციფიკურ ჰისტონ კინაზას, რომელიც აკატალიზებს თრეონინის ნარჩენების ფოსფორილირებას, მაგრამ არა Ser-37 და Ser-105. Ser-37 და Ser-105 ერთ-ერთი ნარჩენების ან ორივეს ფოსფორილირებისას, ჰისტონ H1-ის დნმ-თან შეკავშირების ხარისხი მნიშვნელოვნად მცირდება. ასეთი განსხვავებები სხვადასხვა ფოსფორილირების ცენტრების თვისებებში შეიძლება ახსნას ჰისტონ H1-ის ფუნქციური როლი ქრომატინის კონდენსაციაში. როდესაც სხვადასხვა ადგილი ფოსფორილირდება, ქრომატინი იშლება სხვადასხვა გზით, რაც ხსნის დნმ-ის სხვადასხვა ნაწილებს.

ნაჩვენებია, რომ ჰისტონის ფოსფორილირება დაკავშირებულია ქრომატინის სტრუქტურის ცვლილებებთან, განსაკუთრებით მიტოზის დროს. ჩინური ზაზუნას საკვერცხის უჯრედების მიტოზის დროს შეინიშნება ფოსფორილირების მაღალი მაჩვენებელი. იგივე ცვლილებები შეინიშნება HeLa უჯრედებში. ჰისტონის H1 ფოსფორილირების ცენტრები მიტოზის დროს (Him) განსხვავდება ცენტრებისგან ინტერფაზის დროს (NI). შემოთავაზებულია, რომ ჰისტონი H1 ფოსფორილირება აუცილებელია ქრომოსომებში ინტერფაზის ქრომატინის კონდენსაციისთვის. ეს შეესაბამება მონაცემებს, რომლებიც აჩვენებს, რომ სამმაგი ფოსფორილირებული ჰისტონი H1 უფრო ძლიერად უკავშირდება დნმ-ს, ვიდრე დეფოსფორილირებულს. ლორწოვან სოკოში Prysarum polycephalumჰისტონის H1 ფოსფორილირება იზრდება G 2 ფაზის შუაში და მკვეთრად იზრდება პროფაზამდე. დეფოსფორილირება ხდება მიტოზის ბოლო სტადიაზე.

ჰისტონ H3-ში ასევე შეინიშნება სხვადასხვა ცენტრების ფოსფორილირება, მაგრამ ის არ გვხვდება ჰისტონებში H2A, H2B და H4. მიტოზის დროს ჩინური ზაზუნის საკვერცხიდან H1 და H3 ჰისტონების ფოსფორილირების დეტალური კვლევების შედეგად დადგინდა, რომ ევკარიოტული უჯრედების უმეტესობაში H1 ჰისტონში 2-4 ცენტრი ფოსფორილირდება S ფაზაში და დამატებითი ცენტრები მიტოზის დროს (M). ფოსფორილირების ცენტრები S და M ფაზებში, როგორც ჩანს, დამოუკიდებელია. უფრო მეტიც, ეს ცენტრები განსხვავდება იმ ცენტრებისგან, რომლებიც მონაწილეობენ ჰორმონის მოქმედებაზე რეაგირებაში. პრეპროფაზის ადრეულ ეტაპებზე, როდესაც იწყება ქრომატინის აგრეგაცია, ჰისტონ H1-ს აქვს 1-3 ფოსფატური ჯგუფი თითო მოლეკულაზე, ხოლო ჰისტონი H3 არ არის ფოსფორილირებული. პრომეტა- და ანაფაზის დროს, როდესაც ქრომატინის აგრეგაცია ხდება, ყველა H1 ჰისტონის მოლეკულა ისევე როგორც H3 სუპერფოსფორილირდება და აქვს 3-6 ფოსფატის ჯგუფი თითო მოლეკულაზე. ეს შეიძლება გამოწვეული იყოს მიტოზურ უჯრედებში სპეციფიკური ატფ-ჰისტონის ფოსფოტრანსფერაზას შემცველობის 6-10-ჯერ გაზრდით. სუპერფოსფორილირების გამო, ქრომატინის ფიბრილებს შეუძლიათ გადატრიალდნენ სუპერკოპირებად. ტელოფაზაში, როდესაც ქრომატინი იშლება, ორივე ჰისტონი, H1 და H3, დეფოსფორილირდება. როდესაც უჯრედები შედიან G 1 ფაზაში, ჰისტონი H1 მთლიანად დეფოსფორილირდება. ამრიგად, H1m ჰისტონის სუპერფოსფორილირება და H3 ჰისტონის ფოსფორილირება არის მიტოზური მოვლენები, რომლებიც ხდება მხოლოდ მაშინ, როდესაც ქრომოსომა სრულად კონდენსირებულია. ამიტომ, მიტოზის დროს ქრომატინის კონდენსაცია მოითხოვს H1 და H3 ჰისტონების ფოსფორილირების მაღალ ხარისხს, ხოლო დეფოსფორილირება ზღუდავს ამ პროცესს ინტერფაზაში. თუმცა გასაკვირია ის ფაქტი, რომ ფოსფორილირების მაღალი ხარისხით, როდესაც ჩანს, რომ H1 და H3 ჰისტონების კომპლექსი უნდა დაშორდეს დნმ-ს მათზე უარყოფითი მუხტების გაზრდის გამო, შეინიშნება კონდენსაციის ზრდა. საჭიროა შემდგომი კვლევა, რათა განისაზღვროს ფუნდამენტური მექანიზმი, რომლითაც ხდება ქრომოსომის კონდენსაცია და დეკონდენსაცია. განვითარებადი ვირთხის ღვიძლში ჰისტონის H1 ფოსფორილირება მნიშვნელოვანია, მაგრამ ის უმნიშვნელოა ზრდასრული ცხოველების ღვიძლში. თუმცა, ფოსფორილირება იზრდება, როდესაც ღვიძლის უჯრედები იყოფა ნაწილობრივი ჰეპატექტომიის შემდეგ. ნაჩვენებია, რომ ამ პირობებში იცვლება ღვიძლში P-O და P-N ობლიგაციების რაოდენობის თანაფარდობა. P-N ბმები ძირითადად გვხვდება H1 და H4 ჰისტონებში. Hl-კინაზას შემცველობა უჯრედული ციკლის განმავლობაში არ იცვლება, მაგრამ H4-კინაზას რაოდენობა იზრდება დნმ-ის სინთეზის დროს. ჰისტონი H4 ასევე მაქსიმალურად ფოსფორილირდება S ფაზაში; დავუშვათ, რომ ჰისტიდინის ნარჩენები შეტევის ცენტრებია. ამრიგად, ფოსფორილირების შედეგად ჰისტონი H4 შეიძლება გამოიყოს დნმ-ისგან, რაც ხელს უწყობს მის რეპლიკაციას. აქედან, აშკარად შეიძლება დავასკვნათ, რომ ჰისტონის ფოსფორილირება აუცილებელია დნმ-ის რეპლიკაციისთვის, რასაც მოჰყვება უჯრედების გაყოფა. ნაჩვენებია, რომ ვირთხის იზოლირებული ღვიძლის ნუკლეოსომების ტრანსკრიფცია გაძლიერებულია ფოსფორილირების შემდეგ. ფოსფორილირებული და არაფოსფორილირებული H1 ჰისტონები ერთმანეთისგან განსხვავდებიან ქრომატინის მატრიქსის აქტივობის დათრგუნვის უნარით. აღმოჩნდა, რომ ფოსფორილირებულ ჰისტონებს აქვთ შეცვლილი კონფორმაცია წრიული დიქროიზმის მეთოდის გამოყენებით. ამით შეიძლება აიხსნას ის ფაქტი, რომ მოდიფიცირებული ჰისტონები იწვევენ ქრომატინის დეპრესიას.

ჰისტონი H5 ასევე ექვემდებარება ფოსფორილირებას. ფრინველის ერითროციტებში ჰისტონი H5 ფოსფორილირდება მისი სინთეზიდან მალევე და შემდეგ დეფოსფორილირდება უჯრედის მომწიფებისას. სხვა ჰისტონებისგან განსხვავებით, ჰისტონი H5 დეფოსფორილირდება გენომის ინაქტივაციისა და ქრომოსომის კონდენსაციის პერიოდში. ფოსფორილირებული ჰისტონი H5 არ არის ისეთი ეფექტური დნმ-ის კონფორმაციის ცვლილების გამოწვევაში, როგორც მისი დეფოსფორილირებული ფორმა. ფოსფორილირებული ნარჩენები (სერიები) გვხვდება H5 ჰისტონის უბნებში, რომლებიც ძლიერ ძირითადია და დაკავშირებულია დნმ-თან. ფოსფატების 50% 1-28 რეგიონშია, დანარჩენი კი 100-200 რეგიონში. ზოგიერთ ძუძუმწოვართა სახეობაში სპერმატოგენეზის პროცესში პროტამინები განიცდიან ფოსფორილირება-დეფოსფორილირებას, რაც, როგორც ჩანს, აუცილებელია დნმ-ის შეფუთვისთვის.

NGB-ის ფოსფორილირება

NGB ძლიერად ფოსფორილირებულია და შეიცავს როგორც P-O, ასევე P-N ობლიგაციებს. ითვლება, რომ მათი ფოსფორილირება კატალიზირებულია სხვა კინაზებით, გარდა იმათი, რომლებიც ახდენენ ჰისტონის ფოსფორილირების კატალიზებას. ფოსფორილირებისთვის აუცილებელია პროტეინ კინაზებისა და cAMP-ის შემცველობა. კალციტონინი ასტიმულირებს ძვლის უჯრედის NHP-ების ფოსფორილირებას კულტურაში, განსაკუთრებით დაბალი მოლეკულური წონის ცილების (10,000-45,000), მაგრამ აფერხებს მაღალი მოლეკულური წონის NHP-ების ფოსფორილირებას. ამავდროულად, პარათირეოიდული ჰორმონი ასტიმულირებს დიდი მოლეკულური წონის NGP-ის ფოსფორილირებას. ამრიგად, ორ პეპტიდურ ჰორმონს, რომლებიც გავლენას ახდენენ კალციუმის მეტაბოლიზმზე საპირისპირო გზებით, შეუძლიათ გააცნობიერონ თავიანთი მოქმედება ფოსფორილირებული NHP-ების დახმარებით. სტეროიდული ჰორმონები ასევე იწვევენ NHP ფოსფორილირებას.

NGB-ების ფოსფორილირება დამოკიდებულია უჯრედების ტიპზე და მათ ფიზიოლოგიურ მდგომარეობაზე. ამ პროცესის სიჩქარე იცვლება სინქრონიზებულ HeLa უჯრედებში in vitro, ყველაზე მაღალი მაჩვენებელი დაფიქსირდა G1 და S ფაზებში. როდესაც მოსვენებული LC უჯრედები იწყებენ სწრაფ პროლიფერაციას, ერთ-ერთი ყველაზე ადრეული მოვლენაა NHP-ების ფოსფორილირება. როდესაც პოლიამინები, სპერმინი და სპერმიდინი ემატება ვირთხის ღვიძლის უჯრედების ბირთვებს, ბირთვული პროტეინ კინაზას აქტივობა იზრდება 2-3-ჯერ, ხოლო NGB-ის ფოსფორილირების სიჩქარე მრავალჯერ მეტია. ზე ფიზარლუმიპოლიამინები ასტიმულირებენ რამდენიმე უნიკალური NGP-ის ფოსფორილირებას.

ფოსფორილირებული ჰისტონებისგან განსხვავებით, რომლებიც გავლენას ახდენენ ქრომატინის სტრუქტურაზე, ფოსფორილირებული NHP-ები მონაწილეობენ გენის ექსპრესიაში. G1 ფაზაში HeLa უჯრედების ფოსფორილირებული NHP-ები ასტიმულირებენ ჰისტონის გენების ტრანსკრიფციას G1 ფაზაში, თუმცა ეს გენები ამ ფაზაში არააქტიურია. ფოსფორილირებული NGP-ები ზრდის ტრანსკრიფციას, ხოლო დეფოსფორილირებული ამცირებენ მას. ამ ეფექტის მექანიზმი სავარაუდოდ მდგომარეობს ცილების უშუალო ურთიერთქმედებაში დნმ-თან. ეს დასკვნა გამომდინარეობს შემდეგი დაკვირვებებიდან: NGB-ებს აქვთ სხვადასხვა ფოსფორილირების უნარი, მათი ფოსფორილირების წესი დამოკიდებულია ქსოვილის ტიპზე; მათი ფოსფორილირების ცვლილებებით, იცვლება ქრომატინის სტრუქტურა და გენების აქტივობა და ფოსფორილირებული NGP-ები სპეციალურად უკავშირდებიან დნმ-ს. სარძევე ჯირკვლის კარცინომის უჯრედების NGB ჰორმონდამოკიდებული ზრდის სტადიაში და რეგრესიის დროს ფოსფორილირდება განსხვავებულად. როდესაც ადამიანის W1-38 ფიბრობლასტის ქრომატინი რემოდელირდება დნმ-დან და არაფოსფორილირებული ან ფოსფორილირებული NGP-ებიდან, ტრანსკრიფციის სიჩქარე ამ უკანასკნელ შემთხვევაში გაცილებით მაღალია.

აცეტილაცია

არსებობს მოხსენება ჰისტონებში აცეტილის ჯგუფების არსებობის შესახებ. ჰისტონის აცეტილაცია იზოლირებულ ბირთვებში პირველად აღწერილი იქნა ალფრის და სხვების მიერ. ჰისტონებში ნაპოვნი იქნა აცეტილირებული ამინომჟავის ნარჩენების ორი ტიპი: ა) H1, H2A და H4 ჰისტონების NH2-ტერმინალური სერია აცეტილირდება N-აცეტილსერინამდე; ეს არის შეუქცევადი პოსტსინთეზური მოდიფიკაცია, რომელიც კატალიზებულია ციტოზოლში შემავალი ფერმენტის მიერ; ბ) აცეტილირებული შიდა ლიზინის ნარჩენები წარმოიქმნება პოსტსინთეზური რეაქციის შედეგად, რომელიც წარმოიქმნება ციტოზოლში და ბირთვში მას შემდეგ, რაც ჰისტონები ციტოზოლიდან ბირთვში გადადიან და დნმ-ს უკავშირდებიან. ჰისტონ H1-ში შიდა ნარჩენების აცეტილაცია ან უმნიშვნელოა ან არ არსებობს. ერთი ცენტრი აცეტილირდება ჰისტონში H2A და ოთხი ცენტრი თითოეულ ჰისტონში H2B, H3 და H4. ლიზინის ნარჩენების აცეტილაცია კატალიზებულია აცეტილტრანსფერაზას მიერ, რომელიც არის NGB-ის კომპონენტი. ?-NH 2 - შიდა ლიზინის ნარჩენების ჯგუფები, რომლებიც განლაგებულია ჰისტონების ნახევრის NH 2 ბოლოებზე, აცეტილირდება β-N-აცეტილისინის წარმოქმნით და ერთი მოლეკულა შეიძლება შეიცავდეს ოთხამდე აცეტილის ჯგუფს. ეს არის ენერგიაზე დამოკიდებული რეაქცია, რომელშიც აცეტილის ჯგუფის წყაროა აცეტილ-CoA. დეაცეტილაცია კატალიზებულია დეაცეტილაზას მიერ, რომელიც ასევე გვხვდება ქრომატინში. რეაქციის სქემა ნაჩვენებია ქვემოთ:

ლიზინის შიდა ნარჩენები 9, 14, 18 და 23 ჰისტონ H3 და 5, 8, 12 და 16 ჰისტონ H4 აცეტილირებულია. ეს ნარჩენები განლაგებულია პოლიპეპტიდური ჯაჭვის NH 2 - ტერმინალურ რეგიონში, რომელიც ძლიერ ძირითადია და ურთიერთქმედებს დნმ-ის მჟავე ჯგუფებთან. აცეტილირებული ჰისტონები დნმ-ს ნაკლებად ეფექტურად უკავშირდებიან, ვიდრე დეაცეტილირებული. შიდა ლიზინის ნარჩენების აცეტილაცია შექცევადი პროცესია და ძალიან სწრაფად ხდება სხვადასხვა პირობებში. აცეტილაციის რეაქციის ნახევარგამოყოფის პერიოდი ძალიან მოკლეა, მხოლოდ დაახლოებით 3 წთ. იზოლირებულია ორი ჰისტონი აცეტილტრანსფერაზა განსხვავებული pH ოპტიმით. აცეტილირებას თრგუნავს Mn 2+ იონები. ეს ფაქტი, როგორც ჩანს, მნიშვნელოვანია, რადგან ორვალენტიანი კათიონები აუცილებელია დნმ-დამოკიდებული რნმ პოლიმერაზას ფუნქციონირებისთვის. cAMP, რომელიც გავლენას ახდენს ფოსფორილირებაზე, არ მოქმედებს აცეტილაციაზე. აცეტილაციის მაქსიმალური სიჩქარე მიიღწევა ინტერფაზაში, როდესაც უჯრედები შედიან მიტოზში, ის მცირდება. რეაქციის მინიმალური სიჩქარე შეინიშნება პროფაზასა და მეტაფაზაში, როდესაც ქრომოსომა ყველაზე მეტად კონდენსირებულია. როდესაც უჯრედები შედიან ტელოფაზაში და ქრომოსომა იზრდება ზომაში, იზრდება ჰისტონი H4 აცეტილაციის სიჩქარე. მინიმალური რნმ-ის სინთეზი შეინიშნება პროფაზასა და მეტაფაზაში, როდესაც ქრომოსომა ძლიერ კონდენსირებულია. მნიშვნელოვანია, რომ H4 ჰისტონის აცეტილაციაც მინიმალური იყოს უჯრედული ციკლის ამ ორ ფაზაში. H3 და H4 ჰისტონების აცეტილაცია ფრინველის ერითრობლასტებში მცირდება, რადგან ისინი ყალიბდებიან მომწიფებულ ერითროციტებად, რომლებშიც ქრომატინი ძლიერ კონდენსირებული და არააქტიურია ტრანსკრიფციის ან რეპლიკაციის დროს. ამრიგად, ჰისტონის დეაცეტილაცია დაკავშირებულია ტრანსკრიპციის ინჰიბირებასთან და პირიქით, აცეტილაცია ასტიმულირებს ტრანსკრიფციას. ვინაიდან ნუკლეოსომური ჰისტონები აცეტილირებისას ნაკლებად დადებითად დამუხტულია, ისინი შეიძლება განცალკევდეს დნმ-ისგან, რაც დნმ-ს ტრანსკრიფციისთვის ხელმისაწვდომს გახდის.

თუ ქრომატინი დეპროტეინირებულია, მაშინ მისი ტრანსკრიფცია გაძლიერებულია. ნაჩვენებია, რომ როდესაც რნმ-ის სინთეზი სტიმულირდება ლიმფოციტებში მიტოგენებით, სამიზნე ქსოვილებში ჰორმონებით და ღვიძლში, ჰისტონის აცეტილაცია პირველად ხდება ნაწილობრივი ჰეპატექტომიის შემდეგ. ნუკლეოსომური ჰისტონების აცეტილირების შედეგად გაძლიერებულია ხბოს თიმუსის ქრომატინის ტრანსკრიფცია. თუ ჰისტონები H2A და H2B დაემატება დნმ-ს, რომელსაც აკლია ქრომატინი, მაშინ ტრანსკრიფცია ჩახშობილია. თუმცა, თუ ეს ორი ჰისტონი შემდეგ აცეტილირდება, მაშინ რეპრესია ჩერდება. H3 და H4 ჰისტონების აცეტილაცია ასევე ასტიმულირებს ტრანსკრიფციას. ნაჩვენებია, რომ აცეტილაცია წინ უსწრებს რნმ-ის სინთეზის ზრდას. ჰისტონის აცეტილაცია ხდება არა მხოლოდ გამყოფ, არამედ არაგამყოფ უჯრედებშიც, რომლებშიც ქრომატინის მნიშვნელოვანი ნაწილი არააქტიურია ტრანსკრიფციის მიმართ. ჰისტონის აცეტილაცია ასტიმულირებს ჯაჭვის გახანგრძლივებას ტრანსკრიფციის დროს. შესაძლებელია, რომ გენების ტრანსკრიფცია, რომლებიც სპეციალურად „ჩართულია“ ეფექტორებით, კონტროლდება ჰისტონის და/ან NGP აცეტილაციის ხარისხით.

ზემოაღნიშნული დასკვნები დასტურდება შემდეგი ფაქტებით. ტრანსკრიპციულად არააქტიურ წამწამოვან ჰეტეროქრომატინს აქვს აცეტილაციის დაბალი ხარისხი, ხოლო ევქრომატინი ტრანსკრიპციულად აქტიური და ძლიერ აცეტილირებულია. ტრანსკრიპციულად აქტიური მაკრონუკლეუსები პირიფორმის ტეტრაჰიმენაშეიცავს აცეტილირებულ ჰისტონებს, ხოლო რეპრესირებული მიკრობირთვები არა. ფქვილის აქტიური დედის ქრომოსომა შეიცავს მნიშვნელოვნად მეტ აცეტილ ჯგუფს, ვიდრე მამის არააქტიური ქრომოსომები. უჯრედებზე ჩატარებულ კვლევებში დროზოფილაკულტურაში ნაჩვენებია, რომ 14 C-აცეტატი შედის ძირითადად H3, H4 და H2B ჰისტონებში, ხოლო 32 P-ფოსფატი შედის H1, H3 და H4 ჰისტონებში. როგორც 14 C-აცეტატის, ასევე 32 P-ის ყველაზე მაღალი შემცველობა აღინიშნება ჰისტონ H3-ში. როდესაც ქრომატინის მატრიცით აქტიური და მატრიცით არააქტიური რეგიონები განცალკევდა DNase II-ით მონელების შემდეგ, აღმოჩნდა, რომ პირველი შეიცავს ორივე ნიშანს (14 C და 32 P). ეს მონაცემები მხარს უჭერს ვარაუდს, რომ განსხვავებები ტრანსკრიბირებული და არატრანსკრიბირებული ქრომატინის რეგიონებს შორის ნაწილობრივ განპირობებულია ჰისტონის სპეციფიკური მოდიფიკაციებით გარკვეულ ლოკებზე.

კალმახის სათესლე ჯირკვლის უჯრედებიდან ჰისტონის აცეტილაციის ხარისხი შესწავლილი იყო მათი ინკუბაციით 14 C-აცეტატით. ჰისტონები H2A, H2B და H3 აცეტილირებულია ერთ პოზიციაზე, ხოლო ჰისტონი H4 აცეტილირდება ერთ, ორ, სამ და ოთხ პოზიციებზე. როდესაც აცეტილირების შემდეგ მიღებული ნუკლეოსომები დამუშავდა ტრიპსინით, ამოიღეს ოთხი ჰისტონის NH 2-ტერმინალური უბნები, რომლებიც შეიცავდნენ ლიზინის ნარჩენებს და დაკავშირებული იყო დნმ-თან. ეს ლიზინის ნარჩენები უბრალოდ აცეტილირებული იყო. თუ ნუკლეოსომები შემდეგ იჭრება ნუკლეაზასთან ერთად, მაშინ დნმ-ის ფრაგმენტები გამოიყოფა, ჩვეულებრივ, ნუკლეაზა-რეზისტენტული NH 2-ტერმინალური უბნების არსებობისას. აცეტილაცია იწვევს DNase I-ით ქრომატინის დაშლის სიჩქარის ზრდას. უაღრესად აცეტილირებული ჰისტონების შემცველი ქრომატინი უფრო ადვილად იშლება DNase I-ით, მაგრამ არა მიკროკოკული ნუკლეაზას მიერ. როდესაც კალმახის სათესლე ჯირკვლის ქრომატინი დაიჯესტებოდა DNase II-ით, მიიღეს ტრანსკრიპციულად აქტიური ფრაქცია, რომელიც შეიცავდა მაღალ აცეტილირებულ H4 ჰისტონს. HeLa უჯრედების H3 და H4 ჰისტონები ძლიერ აცეტილირდება ბუტირატში გაზრდისას. ასეთი უჯრედების ნუკლეოსომური დნმ ჰიდროლიზდება DNase I-ით 5-10-ჯერ უფრო სწრაფად. ამ შემთხვევაში, დნმ სპეციალურად იშლება იმ ადგილას, სადაც ნორმალურ პირობებში შესვენება არ ხდება. ასევე ნაჩვენებია, რომ DNase I უპირატესად წყვეტს დნმ-ს ქრომატინის იმ რეგიონებში, რომლებიც ძლიერ აცეტილირებულია. როგორც ჩანს, ნუკლეოსომები ამ რეგიონებში განიცდიან კონფორმაციულ ცვლილებებს აცეტილაციის შემდეგ. ვინაიდან ასეთი ცვლილებები აუცილებელია რნმ-ისა და დნმ პოლიმერაზებისთვის დნმ-ის შაბლონად გამოსაყენებლად, შესაძლებელია აცეტილაცია იყოს ერთ-ერთი მათგანი. ჰისტონების ნაწილობრივ გამოყოფის გზები დნმ-სგან, რაც ამ უკანასკნელს ფერმენტებისთვის ხელმისაწვდომს ხდის. ამრიგად, აცეტილაცია მნიშვნელოვანია როგორც ქრომატინის ფუნქციონირებისთვის, ასევე მისი სტრუქტურისა და კონფორმაციისთვის. ვარაუდობენ, რომ ჰისტონი H4 დნმ-ს უკავშირდება მექანიზმით, რომლის პირველ ეტაპებზე ხდება აცეტილაცია. შემდეგ შეიძლება მოხდეს დეაცეტილაცია, რასაც მოჰყვება ელექტროსტატიკური ურთიერთქმედება, რომელიც აფიქსირებს კონფორმაციას. ზღვის ზღარბის სპერმატიდში, რომელიც არ ასინთეზირებს რნმ-ს, ჰისტონი H4 მთლიანად დეაცეტილირებულია, ხოლო ემბრიონში, სადაც გენის მაღალი აქტივობა შეინიშნება, აცეტილირებულია. ამრიგად, არსებობს პირდაპირი კორელაცია H4 ჰისტონის აცეტილირებასა და ქრომატინის აქტივობას შორის.

ქრომატინის ფუნქციონირებაში ჰისტონის აცეტილაციის როლის შესწავლას ხელი შეუწყო იმ ფაქტის აღმოჩენამ, რომ ბუტირატის თანდასწრებით ეს მოდიფიკაცია გაძლიერებულია და H3 და H4 ჰისტონები სპეციალურად ჰიპერაცეტილირებულია, რადგან ბუტირატი აინჰიბირებს ჰისტონ დეაცეტილაზას. ბუტირატი აინჰიბირებს უპირატესად ენდოგენურ H3 და H4 ჰისტონ დეაცეტილაზას, თუმცა არ ახდენს გავლენას აცეტილაციის სიჩქარეზე. როგორც ჩანს, ჰისტონ დეაცეტილაზამ შეიძლება მნიშვნელოვანი როლი ითამაშოს აცეტილაციის მეტაბოლურ კონტროლში. როდესაც ჰისტონები ჰიპერაცეტილირებულია, მათთან დაკავშირებული დნმ HeLa უჯრედებში უფრო ხელმისაწვდომი ხდება DNase I-სთვის, მაგრამ არა სტაფილოკოკური ნუკლეაზასთვის. DNase I ასევე ხელს უწყობს H3 და H4 ჰისტონების ამოღებას კომპლექსიდან. ამავდროულად, დნმ-ის სინთეზი ინჰიბირდება. შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ ჰისტონის აცეტილაცია სპეციალურად საჭიროა ტრანსკრიფციისთვის და არ არის საჭირო რეპლიკაციისთვის. ფოსფორილირებისგან განსხვავებით, რომელიც დამახასიათებელია ჰისტონ H1-ისთვის და მხოლოდ გამყოფი უჯრედებისთვის, აცეტალიზაცია ძირითადად ხდება H3 და H4 ჰისტონებში და გამყოფ და ასევე არაგამყოფ უჯრედებში, რომლებიც მეტაბოლურად აქტიურია. ეს ადასტურებს ვარაუდს, რომ ნუკლეოსომური ჰისტონების აცეტილაცია მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ტრანსკრიფციაში. ძალიან ცოტაა ცნობილი NGB-ის აცეტილირების შესახებ; ერთი ნაშრომი იუწყება, რომ HMG ცილები ხბოს თიმუსის ბირთვებიდან და იხვის ერითროციტებიდან აცეტილირებულია.

მეთილაცია

ჰისტონის მეთილაცია არის პოსტსინთეზური შეუქცევადი მოდიფიკაცია, რომელიც კატალიზირებულია ქრომატინის NGB ფრაქციაში არსებული ჰისტონ მეთილტრანსფერაზა III-ით. ეს მოდიფიკაცია პირველად აღმოაჩინეს ალფრიმ და სხვებმა. ჰისტონ მეთილტრანსფერაზა III კატალიზებს CH 3 ჯგუფის გადასვლას S-ადენოსილმეთიონინიდან ლიზინის ნარჩენების α-NH 2 ჯგუფზე, როგორც ნაჩვენებია ქვემოთ:

ჰისტონების ეს მოდიფიკაცია ხდება დნმ-თან მათი შეკავშირების შემდეგ. ჰისტონის მეთილის ჯგუფები, ფოსფორილისა და აცეტილის ჯგუფებისგან განსხვავებით, არ შედის შემდგომ რეაქციებში. შედეგად, მეთილაცია სტაბილური პროცესია. ციტოპლაზმური ფერმენტი მეთილაზა I მეთილაციებს არგინინს, სანამ ჰისტონი ბირთვში მოხვდება. NGB მეთილირებულია სპეციალური ფერმენტით. ერთი, ორი ან სამი მეთილის ჯგუფი შეიძლება დაუკავშირდეს α-N-ლიზინის ნარჩენის ატომს, რომლებიც თანმიმდევრულად შემოდის იმავე ფერმენტის მიერ. ამრიგად, მეთილისინის ნარჩენები შეიძლება იყოს მონო-, დი- ან ტრიმეთილიზინი. ჰისტონები H3 და H4 ძირითადად მეთილირებულია. ჰისტონ H3-ში მონო-, დი- და ტრიმეთილლიზინის თანაფარდობაა 1,8:1,0:0,45. ჰისტონ H4-ში მონო-დიმეთილიზინის შეფარდებაა 0,7:1,0. ამრიგად, ჰისტონი H3 უფრო მეთილირებულია, ვიდრე ჰისტონი H4. გაწმენდილი ჰისტონები, ქრომატინთან დაკავშირებული ჰისტონებისგან განსხვავებით, მეთილაციისთვის შეუფერებელი სუბსტრატებია. მეთილირებული ჰისტონები H3 და H4 იზოლაციის შემდეგ შეიძლება შემდგომში მეთილირებული იქნეს ცენტრებში, რომლებიც განსხვავდებიან იმ ცენტრებში, სადაც რეაქცია მიმდინარეობს ქრომატინთან დაკავშირებული ჰისტონებისთვის. ცხადია, ეს დამატებითი ცენტრები მიუწვდომელია მეთილაციისთვის ქრომატინის სპეციფიკური კონფორმაციის გამო. მეთილისინები განლაგებულია აცეტილირებულ ლიზინებთან ახლოს.

H3 და H4 ჰისტონების მეთილაცია ხდება მხოლოდ NH 2 - ტერმინალურ რეგიონში. ჰისტონი H3 ხბოს თიმუსიდან მეთილირებულია Lys-9 და Lys-27-ში, ხოლო ჰისტონი H4 მეთილირებულია Lys-20-ზე. ჰისტონ H3-ში ორივე ლიზინი შეიძლება იყოს მონო-, დი- და ტრიმეთილირებული, მაგრამ ტრიმეთილიზინი არ წარმოიქმნება ჰისტონ H4-ში. ჰისტონ H3-ს აქვს დამატებითი მეთილაციის ცენტრი - Lys-4. ჰისტონ H3 და H4 მეთილაციის ცენტრები, ისევე როგორც მათი ამინომჟავების თანმიმდევრობა, უკიდურესად დაცულია. Km და V max H3 და H4 ჰისტონების მეთილაციისთვის განსხვავებულია. S-ადენოსილჰომოცისტეინი, მეთილტრანსფერაზა III-ით კატალიზებული რეაქციის პროდუქტი, არის კონკურენტუნარიანი სუბსტრატის ინჰიბიტორი.

ჰისტონის მეთილაცია HeLa უჯრედებში ძირითადად ხდება S-ფაზაში. ქსოვილის კულტურაში მეთილაცია მიმდინარეობს მთელი უჯრედის ციკლის განმავლობაში, მაგრამ მაქსიმალური სიჩქარე შეინიშნება S და G 2 ფაზებს შორის მიტოზის დაწყებამდე. შესაძლოა, მეთილაცია აუცილებელია ქრომატინის მიტოზის მოსამზადებლად. ნაწილობრივი ჰეპატექტომიის შემდეგ, ჰისტონის მეთილაცია ხდება უჯრედისთვის მნიშვნელოვანი პოსტ-S-ფაზის პერიოდში. H3 და H4 ჰისტონების მეთილაციის ხარისხი, როგორც ჩანს, ყველა ორგანოში ერთნაირია, მაგრამ ასაკთან ერთად იცვლება. ათი დღის ვირთხებში მონო-, დი- და ტრიმეთილლიზინის მოლური თანაფარდობა ჰისტონ H3-ში არის 0,55:1,0:0,35. მონო- და დიმეთილლიზინის მოლური თანაფარდობა H4 ჰისტონში იმავე ასაკში არის 0,1:0,9. ასაკის მატებასთან ერთად, თანდათანობით ხდება ცვლა უფრო მეტილირებული ფორმებისკენ. ზრდასრული ვირთხების ტვინში H3 და H4 ჰისტონები არ არის განახლებული, ისევე როგორც მათი მეთილის ჯგუფები არ განახლებულია, პოლიპეპტიდური ჯაჭვების მიუხედავად. ჰონდამ და სხვებმა აჩვენეს, რომ ჰისტონის მეთილაცია შეუქცევადია სხვა ქსოვილებშიც. როდესაც ახალგაზრდა ვირთხებს გაუკეთეს ეტიკეტირებული ლიზინი და მეთიონინი, თითოეული ეტიკეტის მნიშვნელოვანი რაოდენობა აღმოჩნდა ტვინის ჰისტონებში. თუმცა, ამ ნიშნების მხოლოდ კვალი აღმოაჩინეს მოზრდილებში. თუ ზრდასრული ვირთხების ტვინის უჯრედებიდან ბირთვები ინკუბირებულია S-ადენოსილმეთიონინით, მაშინ არც ერთი მეთილის ჯგუფი არ შედის H3 და H4 ჰისტონებში. ეს შედეგები მიუთითებს, რომ ჰისტონის მეთილაცია სრულდება სიმწიფემდე. მეთილირებულ ჰისტონებს შეიძლება ჰქონდეს რამდენიმე ფუნქცია. 1) ლიზინის ნარჩენების მეთილაციის დროს, კერძოდ, ტრიფენილლიზინის წარმოქმნის დროს, იზრდება α-NH 2 ჯგუფის ლიზინის pK და იზრდება ჰისტონების ფუძეობა. ამან შეიძლება გააძლიეროს ჰისტონების შეკავშირება დნმ-თან. 2) H3 და H4 ჰისტონების მეთილაციამ შესაძლოა მნიშვნელოვანი როლი ითამაშოს ნუკლეოსომების სტრუქტურაში. 3) მეთილირებულ ჰისტონებს შეუძლიათ შეუქცევადად „ჩაკეტონ“ დნმ და აღკვეთონ რეპლიკაცია. შესაძლოა ამით აიხსნას უჯრედების გადასვლა პოსტმიტოზურ მდგომარეობაში. 4) მეთილირებულ ჰისტონებს შეუძლიათ დათრგუნონ ტრანსკრიფცია. შემდგომი კვლევებია საჭირო ჰისტონის მეთილაციის როლის შესაფასებლად ქრომატინის სტრუქტურასა და ფუნქციებში.

ადპრიბოზილაცია

არსებობს ცნობები, რომ პოლი-ადრიბოზა კოვალენტურად უკავშირდება ბირთვულ ცილებს. ნაჩვენებია, რომ ეს რეაქცია კატალიზირებულია ქრომატინთან ასოცირებული პოლი-ADPribose პოლიმერაზას მიერ. მსხვილფეხა რქოსანი თიმუსის ფერმენტის მოლეკულა შედგება ერთი პოლიპეპტიდური ჯაჭვისგან მოლთან ერთად. წონა 130000; ეს ფერმენტი სრულად აქტიურია მხოლოდ დნმ-ის თანდასწრებით. ის ასოცირდება ქრომატინის ინტერნუკლეოსომურ რეგიონთან და, როგორც ჩანს, ხელს უწყობს უმაღლესი რიგის ქრომატინის სტრუქტურების ფორმირებას. ამ რეაქციაში სუბსტრატი არის NAD+. ფერმენტს თრგუნავს ნიკოტინამიდი, თიმიდინი, ციტოკინინები და მეთილქსანტინი. ჰისტონი H1 და, გარკვეულწილად, ჰისტონი H2B გადიან ადრიბოზილირებას როგორც in vivo, ასევე in vitro. სხვა ნუკლეოსომური ჰისტონები ვირთხის ღვიძლში შეცვლილია უკიდურესად სუსტად, თუ საერთოდ. ჰისტონ H1-ში ადპრიბოზილირების ადგილი ჯერ კიდევ არ არის საბოლოოდ იდენტიფიცირებული. ვარაუდობენ, რომ ის ეთერით არის მიმაგრებული გლუტამატთან. ფერმენტის დახმარებით, ორიდან თერთმეტამდე ADPribose მოლეკულა თანმიმდევრულად შეჰყავთ ჰისტონში. ვირთხების ღვიძლის უჯრედების ბირთვებში დაფიქსირდა ADPribose-ის 65 ნარჩენი განშტოებული ჯაჭვების არსებობა. მოდიფიკაცია, როგორც ჩანს, ასე გამოიყურება:

სერინის ფოსფორილირება აფერხებს ადპრიბოზილირებას. სერია ასევე შეიძლება იყოს ADPribosylated. ჰისტონი H6 (კალმახის სპერმის HMG ცილა), პროტამინები და ზოგიერთი NGP კომპონენტი ასევე ADPribosylated. ADPribose-თან კავშირი არასტაბილურია ტუტე გარემოში. პოლი(ADPribose) გლიკოჰიდროლაზა არღვევს პოლიმერს ჰისტონისგან. ADPribosylated ჰისტონები უფრო ადვილად გამოიყოფა ქრომატინისგან, ვიდრე სხვა მოდიფიცირებული ჰისტონები. როგორც ჩანს, ჰისტონების შეკავშირება დნმ-თან სუსტდება ADPribosylation-ის შემდეგ. ეს გამოწვეულია ჰისტონების უარყოფითი მუხტების გაზრდით და, გარდა ამისა, მოლეკულის დიდი ზომის გამო, რომელსაც შეუძლია ქრომატინის სტრუქტურის დეფორმაცია. ADPribose პოლიმერების ფუნქცია, რომლებიც კოვალენტურად უერთდებიან არა მხოლოდ ჰისტონებს, არამედ HB-ებს, ჯერ არ არის დადგენილი. ვარაუდობენ, რომ ისინი მონაწილეობენ დნმ-ის სინთეზსა და შეკეთებაში, ქრომოსომების სტრუქტურის ფორმირებაში და უჯრედების დიფერენციაციაში. ADPribose პოლიმერაზას შემცველობა იზრდება 3-4-ჯერ G1 ფაზაში და თაგვის ერითროლეიკემიის უჯრედების დიფერენცირების პროცესში. HeLa უჯრედებში ყველაზე ინტენსიური პოლი-ADPribosylation შეიმჩნევა G1 ფაზაში, სუსტი კი - S ფაზაში ADPribosylation-ის შედეგად შესაძლებელია ბირთვული ცილების გამოყოფა დნმ-ისგან, რაც ხელს უწყობს მის რეპლიკაციას S-ფაზაში. ამრიგად, მოცემული მოდიფიკაცია შეიძლება საჭირო გახდეს დნმ-ის რეპლიკაციისთვის. ამას მხარს უჭერს ის ფაქტი, რომ ქათმის ღვიძლისგან იზოლირებულ ბირთვებში დნმ-ის სინთეზი იზრდება ADPribosylation-ის შემდეგ.

პოლიამინები სპერმინი, სპერმიდინი და პუტრესცინი ასტიმულირებენ ბირთვული ცილების ადპრიბოზილირებას ამ თანმიმდევრობით. Mn 2+ ასევე აქვს მასტიმულირებელი ეფექტი. H1 ჰისტონების ადპრიბოზილაცია HeLa უჯრედებში თითქმის 3-ჯერ იზრდება პოლიამინების თანდასწრებით. სპერმინი ასტიმულირებს კულტურაში NGB უჯრედების ადპრიბოზილირებას, ხოლო Mn2+ ასტიმულირებს ჰისტონების ადპრიბოზილირებას. თუ ორივე სპერმინი და Mn2+ იმყოფება ინკუბაციურ გარემოში, მაშინ NGB-ები მოდიფიცირებულია უფრო მეტად, ვიდრე ჰისტონები. ამრიგად, პოლიამინებს და ლითონის იონებს, როგორც ჩანს, აქვთ მარეგულირებელი ეფექტი ბირთვული ცილების ადპრიბოზილირებაზე.

შეჯამებით, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ქრომოსომული ცილების, კერძოდ ჰისტონების კოვალენტურმა მოდიფიკაციამ შეიძლება მნიშვნელოვანი გავლენა მოახდინოს ქრომატინის სტრუქტურასა და ფუნქციებზე. მოდიფიკაციის რეაქციების ძირითადი მახასიათებლები ნაჩვენებია ნახ. 2.4 და არის შემდეგი. 1) ფოსფორილირება და ადპრიბოზილირება ძირითადად ხდება ჰისტონ H1-ში, ხოლო აცეტილაცია და მეთილაცია ხდება ნუკლეოსომურ ჰისტონებში. 2) ფოსფორილირება, ადპრიბოზილირება და აცეტილაცია იწვევს ჰისტონების საერთო დადებითი მუხტის შემცირებას და მათ გამოყოფას დნმ-ისგან, ხოლო მეთილაცია იწვევს დადებითი მუხტის ზრდას, რაც აძლიერებს კავშირს დნმ-თან. 3) ჰისტონებს შეუძლიათ განიცადონ ყველა ეს ცვლილება ერთდროულად, რაც იწვევს მათ იონურ სტრუქტურაში მნიშვნელოვან ცვლილებებს. 4) ფოსფორილირება აშკარად ზოგადი ფენომენია: ის ნაკლებად სპეციფიკურია, ვიდრე სხვა მოდიფიკაციები და ხდება უჯრედების გაყოფისას მთელი უჯრედის ციკლის განმავლობაში. როგორც ჩანს, ფოსფორილირება აუცილებელია დნმ-ის რეპლიკაციისა და უჯრედების გაყოფისთვის. დანარჩენი სამი მოდიფიკაცია ალბათ უფრო სპეციფიკურია. აცეტილაცია ძირითადად მეტაბოლურად აქტიურ უჯრედებში ხდება და, როგორც ჩანს, ჩართულია ტრანსკრიფციის პროცესში. მეთილაცია, როგორც შეუქცევადი პროცესი, შეიძლება იყოს მნიშვნელოვანი გენის აქტივობის დათრგუნვისა და დიფერენციაციისთვის. 5) ყველა ეს მოდიფიკაცია სპეციალურად მოდულირებულია სპეციალური ენდოგენური ეფექტორებით, მათ შორის ჰორმონებით. ქრომოსომული ცილების სპეციფიკური და დიფერენციალური მოდიფიკაციები შეიძლება მოხდეს ცხოვრების სხვადასხვა პერიოდში და გამოიწვიოს გენის შერჩევითი ექსპრესია.

მიუხედავად იმისა, რომ დიდი რაოდენობით მონაცემები დაგროვდა ჰისტონების კოვალენტური მოდიფიკაციების შესახებ, შედარებით ცოტაა ცნობილი NGP-ების ასეთი მოდიფიკაციების შესახებ. ასევე მწირია ინფორმაცია დეფოსფორილირების, დეაცეტილირებისა და დე-ადრიბოზილირების სიჩქარისა და თანმიმდევრობის შესახებ.

<<< Назад

წინ >>>

პორტალი სტუდენტისთვის. თვითმმართველობის ტრენინგი

ნახეთ, რა არის "პროტეინის მოდიფიკაცია" სხვა ლექსიკონებში:

Წიგნი:

ᲓᲐᲙᲐᲕᲨᲘᲠᲔᲑᲣᲚᲘ ᲡᲢᲐᲢᲘᲔᲑᲘ