Лженаука – генетика. Чума ХХ века.

V.3. Концентрирование растворимых секретируемых и лизосомных белков

 

 

 

Несколько по-другому происходит концентрирование растворимых секретируемых белков или проферментов лизосом, предназначенных для переноса в лизосомы. Как же достигается концентрирование растворимых белков, предназначенных на экспорт из эндоплазматической сети?

 

Секретируемые белки и ферменты лизосом имеют сигнальную последовательность, которая отрезается при проходе цепи аминокислот через мембрану эндоплазматической сети. Затем растворимые белки либо получают свои моносахаридные цепочки, либо нет, и свертываются в глобулярные или овоидные структуры так, чтобы убрать внутрь гидрофобные аминокислоты и обеспечить наиболее оптимальное выполнение функции данным белком. После контроля правильности упаковки они получают возможность выйти из эндоплазматической сети.

 

Как и в случае мембранных белков, секретируемые просветные белки могут концентрироварться на уровне выходов из эндоплазматической сети или на уровне аппарата Гольджи. Например, такие как белки, секретируемые клетками печени, альбумин и альфа–анти-трипсин, не концентрируются существенным образом на уровне выходов из эндоплазматической сети, но концентрируются во время прохода через аппарат Гольджи. Напротив, белки амилаза или химотрипсиноген концентрируются как на уровне выхода из цитоплазматической сети, так и на уровне аппарата Гольджи.

 

Концентрирование секретируемых белков и предшественников ферментов лизосом основано на особенностях физико–химических свойств данных белков. Суть концентрационного механизма с помощью закисления раствора можно проиллюстрировать, если вспомнить, как устроен белок. Как известно, белок состоит не только из нейтральных аминокислот, но также из большого количества аминокислот, несущих отрицательный или положительный заряд в водной среде. Если в среду добавить избыток протонов, то некоторое время рН среды меняться не будет, поскольку избыток протонов вначале будет поглощаться отрицательными зарядами белка, которые тем самым нейтрализуются. Именно поэтому белки обладают свойствами буфера.

 

Разные белки имеют разное содержание аминокислот, которые содержат щелочные и кислотные группировки. Если в цепи больше аминокислот со щелочными группировками, то белок имеет свойства щелочи; если больше аминокислот с кислотными группировками, то белок имеет свойства кислоты. Гистоны – очень щелочные белки, поэтому они прочно связываются с нуклеиновыми кислотами. Напротив, большая часть цитоплазматических белков имеет кислотный характер. Эту разницу клетка использует для концентрирования данных белков в переносчиках, которые функционируют на участке трассы эндоплазматическая сеть – пластинчатый аппарат Гольджи.

 

Нейтрализованные белки могут агрегироваться в растворе с низким рН. Другим механизмом концентрирования может быть кальций, концентрация которого в эндоплазматической сети и особенно в просвете цистерн аппарата Гольджи существенно повышена. В таком случае концентрирование белков на выходе из эндоплазматической сети может быть легко объяснено с помощью концентрирования мембранных белков–насосов протонов в местах выходов из эндоплазматической сети. Поскольку каждый данный белок имеет свое значение pH, – точки, при которой он становится нейтральным, то можно предположить, что разные белки имеют разную чувствительность к разным значением рН. Одни начинают агрегировать уже при минимальном закислении раствора, другие требуют более значительного снижения рН.

 

Начальная стадия концентрирования белков в соответствии с механизмом рН–зависимого агрегирования происходит в специальных участках эндоплазматической сети, расположенных рядом с трубчатыми сплетениями или непосредственно в них. В этих зонах с помощью коатомера–2 концентрируются белки–переносчики протонов. Коатомер–2 выполняет поэтому не только функцию концентратора мембранных белков (двоек-диметров или троек-тримеров), но и участвует в концентрировании в зоне выходных мест также таких белков, как ионные насосы.

 

С помощью энергии макроэргов протоны накачиваются этими белками–насосами в просвет данного участка эндоплазматической сети. Если же в зоне выхода из эндоплазматической сети поставить насос, который прокачивает ионы водорода из цитоплазмы в просвет вакуоли, то в просвете вакуоли будет чуть большая кислотность. Поэтому белки, содержащие больше кислотных остатков, будут здесь осаждаться, то есть концентрироваться, особенно если вход в зону с кислой средой очень узкий и пропускающий только белки в мономерной форме, и не пропускающий их, если они образуют более крупные агрегаты. Например, альбумин, наиболее распространенный белок крови, имеет тенденцию к агрегации в кислой среде, поэтому он концентрируется в дисках пластинчатого аппарата Гольджи. То же самое происходит с коллагеном, основным белком соединительной ткани.

 

Закисление среды ведет к снижению отрицательного заряда секретируемых белков и их агрегации в просвете данного сегмента цистерны эндоплазматической сети или трубчатого сплетения. Затем данный участок вычленяется из цистерны эндоплазматической сети и превращается в переносчик, готовый к транспорту по направлению к аппарату Гольджи. Экспортируемый белок оказывается в почти готовых мембранных переносчиках, вагончиках, которые затем должны доставляться к пластинчатому аппарату Гольджи.

 

Итак, на уровне мест выхода происходит коатомер–2-зависимое прямое концентрирование мембранных белков и непрямое, с участием ионных насосов, концентрирование некоторых растворимых белков. Часть белков на местах выхода не концентрируется, они концентрируются уже в области пластинчатого комплекса. Концентрация экспортируемых белков внутри переносчиков имеет большой биологический смысл – концентрирование мембранных белков в переносчиках резко увеличивает эффективность транспорта и позволяет клетке не возить воду.