Большинство белков, синтезированных в шероховатом ЭР, гликозилированы с помощью N-связанного

олигосахарида [43]

Одна из главных функций ЭР - ковалентное присоединение Сахаров к белкам. Большинство белков, поступивших в полость ЭР, перед тем, как попасть в аппарат Гольджи, лизосомы, плазматическую мембрану или внеклеточное пространство, становятся гликопротеинами (рис. 8-51).

Напротив, в цитозоле очень немногие белки гликозилированы, а те, которые гликозилированы, несут различные модификации Сахаров (см, разд.

8.2.2).

Весьма существенным для понимания процесса гликозилирования белков было открытие того факта, что к белкам в ЭР присоединяется всего лишь один олигосахарид, состоящий из N-ацетилгликозамина, маннозы и глюкозы и содержащий всего 14 остатков. Так как этот олигосахарид всегда присоединяется к NН2-группе боковой цепи остатка аспарагина, его называют N-связанным или аспарагин-связанным (рис. 8-

52). Присоединение катализируется связанным с мембраной ферментом, активный центр которого обращен в полость ЭР. Это объясняет, почему белки цитозоля не гликозилируются таким способом, Заранее сформированный предшественник олигосахарида переносится целиком к нужному остатку аспарагина. Это одностадийная реакция, и она происходит практически сразу после того, как остаток аспарагина появится в полости ЭР в процессе переноса белка через мембрану (рис. 8-53). Поскольку большинство белков импортируется в ЭР котрансляционно, N-связанный олигосахарид почти всегда добавляется в процессе синтеза белка, что обеспечивает наилучший доступ к нужным остаткам аспарагина. Сигналами для N-гликозилирования служат две последовательности Asn-X-Ser или Asn-X-Thr (где Х - любая аминокислота, кроме пролина). Они встречаются а гликопротеинах гораздо реже, чем в негликозилированных белках цитозоля. Очевидно, что давление отбора было направлено против этих последовательностей, возможно потому, что гликозилирование в слишком многих участках могло бы помешать сворачиванию белка.

Один осахарид-предшественник удерживается в мембране ЭР молекулой специального липида-долихола. Олигосахарид связан с долихолом высокоэнергетической фосфатной связью, обеспечивающей энергию активации для реакции гликозилирования. Прежде чем присоединиться к белку, олигосахарид строится из моносахаридов на этой связанной с мембраной молекуле липида. Вначале сахара активируются

Рис. 8-51. Трехмерная структура мембранного гликопротеина-гемагглютинина вируса гриппа, показывающая расположение в нем ковалентно присоединенных олигосахаридов (выделенные темным атомы). Гликопротеины либо встраиваются в клеточные мембраны, либо выводятся из клеток при секреции; они могут содержать от 1 до 85% углеводов по весу. Некоторые богатые углеводами гликопротеины содержат десятки или даже сотни присоединенных олигосахаридных цепей на молекулу. Пронизывающие мембрану участки этого белка вирусной оболочки, состоящие из трех идентичных полипептидных цепей, могут служить основанием представленной здесь структуры. Они не изображены на рисунке, т. к. этот участок белка отрезается при приготовлении образца для рентгено-структурного анализа. (Фотографию любезно предоставил Richard J.

Feldmann.)

Албертс Б., Брей Д., Льюис Дж., Рэфф М., Робертс К. Уотсон Дж. Д. Молекулярная биология клетки: В 3-х т. 2-е изд. перераб. и доп. Т. 2.: Пер. с англ. – М.: Мир, 1993. – 539 с.

в цитозоле путем образования промежуточных продуктов - нуклеотид-сахаров, которые затем (прямо или косвенно) передают свой сахар молекуле липида в определенной последовательности. Пройдя этот путь, предшественник олигосахарида перескакивает с цитозольной стороны мембраны ЭР в его полость (рис. 8-54). Долихол - это длинная и очень сильно гидрофобная молекула; ее 22 пятиуглеродных остатка могут пронизывать липидный бислой более трех раз, поэтому присоединенный олигосахарид прочно «заякорен» в мембране.

Все разнообразие N-связанных олигосахаридных структур возникает в результате модификаций молекулы исходного предшественника.

Еще в ЭР у большинства гликопротеинов от олигосахарида отщепляется три остатка глюкозы и один остаток маннозы (см. рис. 8-63). «Доделка»

или «процессинг» олигосахарида продолжается в аппарате Гольджи (см. разд. 8.7.1).

Наиболее широко распространены в гликопротеинах N-связанные олигосахариды. Гораздо реже олигосахариды связываются с гидроксильной группой боковой цепи остатка серина, треонина или гидроксилизина. Такие О-связанные олигосахариды образуются в аппарате Гольджи способом, который еще полностью не изучен (см. разд. 8.7.4).

Дата добавления: 2015-08-31