Ақуыз фолдингі. Шаперондар және оның клеткадағы қызметі
жүктеу/скачать 18,78 Kb.
|
|
Ақуыз фолдингі. Шаперондар және оның клеткадағы қызметі Амин қышқылдарының орналасу реті ақуыз молекуласының пішіні анықтайтын жалғыз белгі емес. Жасушада ақуыздың фолдингіне белсене қатысатынарнаулы молекулалар да болады. Осындай ақуыз фолдингіне қатысатын молекулалар жиынтықтарын бірнеше типтерге бөледі. Мысалы, ақуыз фолдингі қарқынын арттыратын молекулалар – фолдинг катализаторлары деп аталса, ақуыз пішінін өзгертуге ат салысатындары фолдинг шаперондары делінеді. Осындай шаперондік роль атқаратын молекулаларының төрт типі белгілі: 1. Ақуыздардың дұрыс фолдингін қамтамасыз ететін молекулалар (фолдинг- шаперондары – folding chaperones) 2. Жартылай ұйыған ақуыз молекуласын білгілі бір қалыпта ұстап тұру үшін жаратылған молекулалар (ұстап тұрғыш шаперондар - holding chaperones) 3. Дұрыс емес пішінді ақуыздарды айналдыратын шаперондар (дезагрегациялаушы шаперондар – disaggregating chaperones) 4. Жасушалар мембраналары арқылы тасымалданатын ақуыздарға ілесетін шаперондар (секреторлық шаперондар -secretory chaperones) Фолдинг-шаперондары ақуыздардың дұрыс конформация қабылдауына көмектеседі. Олардың көбісі кішігірім қанттық немесе петидтік негіздерден тұрады. Фолдиг шаперондары молекулаларыныңатқаратын қызметтеріне түсіндірме жасау үшін, зауыттағы жинау конвейерінің жұмыс істеу ретін мысалға келтірейік. Айталық, қандай да бір қондырғының жиналуы барысында, олардың бөлшектерінің қозғалмай тұруы үшін, қатырма (фиксатор) ретінде арнайы тартқыштар, бекіткіштер, скобалар сияқты қосалқы заттар қолданылады. Қондырғыны жинастырудың келесі кезеңінде, жаңағы қосалқы заттар қажетсіз болып қалып, қондырғының басқа бір бөлігін бекіту үшін қажет болатын қосымша заттар (қысқыштар, жапсырғыштар, түйрегіштер жəне т.б. тəрізді) пайдаланылуы мүмкін Көлемі шағын келетін фолдинг шаперон молекулалары, ақуыз синтезі конвейерінде жүретін əртүрлі кезеңдерінде осындай лайықты қызметтерін атқарып отырады. Егерде ақуыздар қажетті пішіндеріналмаған болса, бұл шаперондардың тиісті қызметтерін атқармағандығын білдіреді жəне қосындылар (включений) деп аталатын ерімейтін агрегаттар түрінде жинақтала береді. Жасуша құрамында су мөлшері көп болатыны белгілі. Мұның ішіндегі молекулалар көбінесе зарядталған, яғни гидрофильді болып келсе, ал зарядталмағандары гидрофобты деп аталады. Ұзына бойына тізбектеле орналасқан ақуыз құрылымында гидрофильді бөліктері мен гидрофобты тұстары да кездеседі. Сулы орта жағдайында ақуыздың гидрофобты жасушалы бөлігі ақуыз молекуласының ішкі жағына қарай ығысып, сырт жаққа гидрофильді бөліктерін қояды жəне олар су молекулаларымен əрекетке түседі. Көлемі шағын келетін фолдинг-шаперон молекулаларының негізгі қызметтері – ақуыздың гидрофобты бетімен əрекетке түсу арқылы оларды зарядтау, немесе керісінше қажетті жағдайда зарядталған бөліктерін бүркеу арқылы ақуыздардың дұрыс пішінге ие болуларын қамтамасыз ету. Ұстап тұрғыш шаперондар, фолдинг шаперондары босап, ақуыздармен өз қызметтерін бастағанға дейін, ақуыздарды тұтып-сақтап тұратын резервуар қызметін атқарады. Ұстап тұрғыш шаперондары, жасуша ішіндегі жағдай ақуыздың дұрыс фолдингін қамтамасыз ете алатын дəрежеге жеткенше, ақуыздарға қажетті химиялық жəне жылулық ортаны жасап тұрады. Бұл, жасушаның ақуыздың қате фолдингінің жүрмеуін қамтамасыз ету үшін пайдаланатын механизмдерінің біреуі. Екінші механизмі дезагрегациялаушы шаперондарды пайдалануға байланысты. Дезагрегациялаушы шаперондар қате фолдинг жүрген ақуыздарды (дұрыс түзілмеген) рефолдинг (қайта шешу) қызметін атқарады. Олар жасушадағы дұрыс түзілмеген ақуыздарды бақылап, қажетсіз өнімдерден тазарту (утилизация)қызметін атқарады. Осындай механизмнің бар болғанымен, жасушада ақуыздардың белгілі бір пайызы қажетсіз қалдық қосындылары (включений) ретінде жиналып қалады. Мұндай қалдықтар жасушада кішігірім тығыз түйіршіктер ретінде байқалып тұрады. Шаперондардың ерекше қасиеттері қатарына, олардың молекулаларының бір ғана ақуыз фолдингін басқармайтындығын айтуға болады. Ақуыздың қате фолдингі нəтижесін талдаумен айналысқан ғалымдар, кездейсоқ жағдайда бұзылған молекула арасынан, шаперондардың құрылымымен ұқсастарын тапқан. Олар қате ақуыз фолдингі нəтижелерін түзетуші молекулаларын анықтаған.Сондықтан, шаперондар тегінің универсалдығын негізге ала отырып,оны қандай да бір ортадағы ақуыздардың қате фолдингі нəтижелерін түзету мақсатындағы биоинженерлік жұмыстарында пайдалануға болады деген қортындыға келуге болады. Шаперондар дегеніміз – қосымша белоктар. Шаперондарда – рефолдингті бақылау жүреді. Рефолдинг – қайтадан құрылу деген мағынаны білдіреді. Шаперондар барлық органеллаларда және цитоплазмада табылды. Ақуыздар-шаперондар полипептидтердің белсенді бетімен негізінен байланысу жолымен әрекеттеседі, мысалы, гидрофильді бетімен. Шаперондар бұл белсенді беттерді қоршайды және агрегациядан сақтайды, полипептидті шынжырдың дұрыс қалануын жеңілдетеді. Шаперондардың кейбір сипаттамасы 1. Көптеген ағзаларда болады: бактериядан адамға дейін; 2. Көбісі жылылық шокты ақуыз деп атайды (hsp); 3. Қайтадан синтезделінген ақуыздарды денатурациялау жағдайы кезінде кейбіреулері себепші болады. 4. Олар жазылған және оралған ақуыздармен байланысады; 5. Көптеген шаперондар АТР-азды белсенділікпен АТР немесе АДР-тартатын, ақуыз-шаперонмен өзара көмектесе әрекет жасауға ие болады; 6. Әртүрлі клеткалар бөліктерінде: цитозоль, митохондрия, ЭПР қуысында табылады. Ақуыздар әр түрлі себептердің әсерінен (қызып кету, сәулелену, оксиданттардың әсері) өзінің нативті конформациясын жоғалтуы мүмкін, яғни жарым жартылай немесе толығымен денатурацияланады. Денатурация – белоктың табиғи құрылымының бұзылуы. Бұндай ақуыздар шаперондардың белсенді көмегі кезінде рефолдингке немесе ренатурацияға ұшырауы мүмкін. Егер клетка ұзақ стрессті жағдайда болса, шаперондардың синтезі артады. Ақуыздарды, клетка ішілік тасымалдауының кейбір түрлеріне шаперондар қатысады (лизосомаларда, митохондрияда). Лизосомаларға, өзінің мезгілін өтеген және рефолдингке берілмейтін ақуыздар түседі. Митохондрияларға жаңадан синтезделген ақуыздар апарылады. . Мида конформациясы дұрыс емес прионды ақуыздар бар, бірақ кейбір ауруларда оның конформациясы өзгереді және бұл ақуыз – прион немесеақуызды жұқпалы бөлшек деп аталады. Приондар, конформациясын өзгертуге мәжбүр етеді және басқа ақуыздар, яғни антишаперондар ролін атқарады және фолдингті керісінше өткізеді. Нәтижесінде, бірнеше жылдан соң адамды немесе жануарды өлімге әкелетін ауру жетіледі. Көптеген жасушаішілік ақуыздарда олардың бір-бірімен бірігіп әсер ететін, «серіктестерінің» саны аз, бір ғана болуы да мүмкін. Мысал ретінде, рецептор және оның лигандаларын жатқызуға болады, олар бір-бірімен кілт және құлып сияқты сәйкес келеді. Басқа рецептор типтеріне бұл лигандалар сәйкес келмейді, және әрбір рецептор өзіне құрылым жағынан жақын лигандаларын немесе заттарын белсендіреді. Бұдан шаперондардың ерекшелігі әртүрлі жұмыстарды орындауы үшін, ақуыздың кең айналымымен әсерлеседі. Мысалы, жаңатүзілген аминқышқылдары тізбегінің дұрыс кеңістіктік конфигурацияны қабылдауға көмектеседі, зақымданған ақуыз малекулаларын жинақтайды, ақуыздарды әртүрлі қауіптерден қорғай отырып керек орындарға тасымалдайды. Шаперондар жұмысының маңызын бірқатар мысалдармен көрсетуге болады. Ақуыз өз миссиясын орындау үшін қажет жерге керек уақытында болуы ғана емес, сонымен қатар белгілі конфигурацияда «қалыпта, пішінде болуы» керек. Әрбір аминқышқылы цитоплазманың сулы ортасында өзіндік сезінеді. Гидрофобты аминқышқылдары сулы ортамен байланыс жасаудан қашады және ақуыз глобуласының ішінде «тығылады». Гидрофильді аминқышқылдарының бұлардан айырмашылығы, глобуладан сыртқа сулы ортаға шығады. Тізбектердің кеңістікте дұрыс таралуына бұл жеткілікті емес, сонымен қатар көмекке шаперондар келеді жиірек. жүктеу/скачать 18,78 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|