яючи в порожнину шаперонового комплексу, білок зв'язується з гідрофобними радикалами апікальних ділянок Ш - 60. У специфічному середовищі цієї порожнини, в ізоляції від інших молекул клітини відбувається перебір можливих конформації білка, поки не буде знайдена єдина, енергетично найбільш вигідна конформація.
Рис. 3. Структура шаперонового комплексу, що складається з 14 білкових молекул Ш - 60
Вивільнення білка зі сформованої нативної конформацією супроводжується гідролізом АТФ в екваторіальному домені. Якщо білок не придбав нативної конформації, то він вступає в повторну зв'язок з шапероновим комплексом. Такий шаперонзавісімий фолдінг білків вимагає витрат великої кількості енергії.
Таким чином, синтез і фолдінг білків протікають за участю різних груп шаперонов, що перешкоджають небажаним взаємодіям білків з іншими молекулами клітини і супроводжуючих їх до остаточного формування нативної структури (рис. 1-24).
. Роль шаперонов в захисті білків клітин від денатуруючих стресових впливів
шаперонами, що беруть участь у захисті клітинних білків від денатуруючих впливів, як вже говорилося вище, відносять до білків теплового шоку (БТШ) і в літературі часто позначають як HSP (від англ, heat shock protein).
Рис. 4. Участь шаперонов в фолдінг білків. А - участь шаперонов - 70 в запобіганні гідрофобних взаємодій між ділянками синтезирующегося поліпептиду; Б - формування нативної конформації білка в шапероновом комплексі.
При дії різних стресових факторів (висока температура, гіпоксія, інфекція, УФО, зміна рН середовища, зміна молярності середовища, дія токсичних хімічних речовин, важких металів і т.д.) в клітинах посилюється синтез БТШ. Маючи високу спорідненість до гідрофобним ділянкам частково денатурованих білків, вони можуть перешкоджати їх повної денатурації і відновлювати нативну конформацію білків.
Встановлено, що короткочасні стресові впливи збільшують вироблення БТШ і підвищують стійкість організму до тривалих стресових впливів. Так, короткочасна ішемія серцевого м'яза в період бігу при помірних тренуваннях значно підвищує стійкість міокарда до тривалої ішемії, викликаної стенокардією або закупоркою судин серця тромбом. В даний час перспективними дослідженнями в медицині вважають пошуки фармакологічних та молекулярно-біологічних способів активації синтезу БТШ в клітинах.
2) Хвороби, пов'язані з порушенням фолдинга білків
Лише невелика частина теоретично можливих варіантів поліпептидних ланцюгів може приймати одну стабільну просторову структуру. Більшість же таких білків може приймати безліч конформацій з приблизно однаковою енергією Гіббса, але з різними властивостями. Первинна структура більшості відомих білків, відібраних еволюцією, забезпечує виняткову стабільність однієї конформації.
Однак деякі розчинні у воді білки при зміні умов можуть набувати конформацію погано розчинних, здатних до агрегації молекул, що утворюють в клітинах фібрилярні відкладення, іменовані амілоїдом (від лат. amylum - крохмаль). Так само як і крохмаль, амілоїдні відкладення виявляють при забарвленні тканини йодом. Це може відбуватися:
при гіперпродукції деяких білків, в результаті чого збільшується їх концентрація в клітині;
при попаданні в клітини або освіті в них білків, здатних впливати на Конфор-мацію інших молекул білка;
при активації протеолізу нормальних білків організму, з утворенням нерозчинних, схильних до агрегації фрагментів;
в результаті точкових мутацій в структурі білка.
У результаті відкладення амілоїду в органах і тканинах порушуються структура і функція клітин, спостерігають їх дегенеративні зміни і розростання сполучнотканинних або гліальних клітин. Розвиваються хвороби, називають амілоїдозу. Для кожного виду амілоїдозу характерний певний тип амілоїду. В даний час описано понад 15 таких хвороб.
2.1 Хвороба Альцхаймера
Хвороба Альцхаймера - найбільш часто відзначається? - амілоїдоз нервової системи, як правило, вражає осіб похилого віку і характеризується прогресуючим розладом пам'яті і повною деградацією особистості. У тканині мозку відкладається? - Амілоїд - білок, який утворює нерозчинні фібрили, що порушують структуру і функції нервових клітин. ? - Амілоїд - продукт зміни конформації нормального білка організму людини. Він утворюється з більш великого попередника частковим протеолізом і синтезується в багатьох тканинах. ? - Амілоїд, на відміну від свого нормального попередника, що містить багато а-спіральних ділянок, має вторинну? - Складчасту структуру, агрегує з утв...
