Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Транслокон (сондай-ақ транслокатор немесе транслокациялық арна деп те аталады) – мембраналар арқылы полипептидтердің транслокациясына қатысқан ақуыздар кешені. Эукариоттарда транслокон термині көбінесе цитозолдан эндоплазмалық тордың (ЭТ) ішкі (цистерналық немесе люменалық) кеңістігіне сигналдық тізбекпен бағытталған жаңа пайда болған полипептидтерді тасымалдайтын кешенді білдіреді. Бұл транслокация процесі ақуыздың гидрофобты липидтік екі қабаттан өтуін қажет етеді. Осы кешен жаңа пайда болған белоктарды мембрананың өзіне (мембраналық ақуыздар) енгізу үшін де қолданылады. Прокариоттарда ұқсас ақуыз кешені полипептидтерді (ішкі) плазмалық мембрана арқылы тасымалдайды немесе мембраналық ақуыздарды біріктіреді. Екі жағдайда да ақуыз кешендері Sec ақуыздарынан (Sec: секреторлық) құралады, ал гетеротримерлік Sec61 – арна болып табылады. Прокариоттарда гомологты арна кешені SecYEG деп аталады.
The translocon (also known as a translocator or translocation channel) is a complex of proteins associated with the translocation of polypeptides across membranes. In eukaryotes the term translocon most commonly refers to the complex that transports nascent polypeptides with a targeting signal sequence into the interior (cisternal or lumenal) space of the endoplasmic reticulum (ER) from the cytosol. This translocation process requires the protein to cross a hydrophobic lipid bilayer. The same complex is also used to integrate nascent proteins into the membrane itself (membrane proteins). In prokaryotes, a similar protein complex transports polypeptides across the (inner) plasma membrane or integrates membrane proteins. In either case, the protein complex are formed from Sec proteins (Sec: secretory), with the heterotrimeric Sec61 being the channel. In prokaryotes, the homologous channel complex is known as SecYEG.
Орталық арна
Транслокациялық арна – прокариоттарда SecYEG және эукариоттарда Sec61 деп аталатын гетеротримерлі ақуыз кешені. Ол SecY, SecE және SecG субжүйелерінен тұрады. Бұл арнаның құрылымы, оның демалыс күйінде, археяларда рентгендік кристаллография арқылы анықталған. SecY – үлкен тесік субжүйесі. Бүйірден қарағанда арна сағаттың құм сағаты пішінінде болады, екі жағында да түтікшелер орналасқан. Жасушадан тыс түтікшеде альфа спиральдан құрылған шағын "тығын" бар. Мембрананың ортасында алты гидрофобты аминқышқылынан тұратын тесік сақинасынан құрылған құрылым орналасқан, олардың бүйір тізбектері ішке қарай бағытталған. Ақуыз транслокациясы кезінде тығын жолдан алынып, полипептидтік тізбек цитоплазмалық түтікшеден, тесік сақинасы арқылы, жасушадан тыс түтікше арқылы жасушадан тыс кеңістікке өтеді. Мембраналық ақуыздардың гидрофобтық сегменттері жанама қақпа арқылы липидтік фазаға шығып, мембраналық сегменттерге айналады. Эукариоттарда Sec61 олигосахарил трансфераза кешенімен, TRAP кешенімен және мембраналық TRAM ақуызымен (мүмкін шаперон) кешен құрайды. Сигналдық пептидаза кешені және SRP рецепторы сияқты басқа компоненттердің транслокон кешенімен уақытша байланысу дәрежесі әлі толық анықталған жоқ.
The translocation channel is a hetero trimeric protein complex called SecYEG in prokaryotes and Sec61 in eukaryotes. It consists of the subunits SecY, SecE, and SecG. The structure of this channel, in its idle state, has been solved by X ray crystallography in archaea. SecY is the large pore subunit. In a side view, the channel has an hourglass shape, with a funnel on each side. The extracellular funnel has a little "plug" formed out of an alpha helix. In the middle of the membrane is a construction, formed from a pore ring of six hydrophobic amino acids that project their side chains inwards. During protein translocation, the plug is moved out of the way, and a polypeptide chain is moved from the cytoplasmic funnel, through the pore ring, the extracellular funnel, into the extracellular space. Hydrophobic segments of membrane proteins exit sideways through the lateral gate into the lipid phase and become membrane spanning segments. In eukaryotes, Sec61 forms a complex with the oligosaccharyl transferase complex, the TRAP complex, and the membrane protein TRAM (possible chaperone). For further components, such as signal peptidase complex and the SRP receptor it is not clear to what extent they only associate transiently to the translocon complex.
Көшіру
Канал пептидтердің екі бағытта да қозғалуына мүмкіндік береді, сондықтан пептидті нақты бір бағытта жылжыту үшін транслокон ішіндегі қосымша жүйелер қажет. Транслокацияның үш түрі бар: трансляция жүріп жатқанда болатын котрансляциялық транслокация, және трансляция аяқталғаннан кейін болатын екі түрлі посттрансляциялық транслокация, олардың екеуі де эукариоттар мен бактерияларда кездеседі. Эукариоттар белокты BiP көмегімен жайып, пептидті тасымалдау үшін басқа кешендерді пайдаланса, бактериялар SecA АТФазасын қолданады.
The channel allows peptides to move in either direction, so additional systems in the translocon are required to move the peptide in a specific direction. There are three types of translocation: cotranslational translocation that happens as translation happens, and two types of post translational translocation that happens after translation, each seen in eukaryotes and bacteria. While eukaryotes unfold the protein with BiP and use other complexes to transport the peptide, bacteria use the SecA ATPase.
Бірге аударылатын
Котрансляциялық транслокацияда транслокон рибосомамен байланысады, нәтижесінде өсіп келе жатқан жаңа полипептидтік тізбек рибосома туннелінен SecY каналына жылжытылады. Транслокон (транслокатор) эндоплазмалық ретикулумның гидрофобтық мембранасы арқылы канал ретінде әрекет етеді (SRP диссоциацияланғаннан кейін және трансляция жалғасқанда). Полипептид аминқышқылдарының жазылмаған тізбегі түрінде канал арқылы итеріледі, бұл процеске Браунның ракетасы (Brownian ratchet) көмектесуі мүмкін. Трансляция аяқталғаннан кейін сигналдық пептидаза жаңа түзілген белоктан қысқа сигналдық пептидті кесіп алып, полипептидті эндоплазмалық ретикулумның ішінде бос қалдырады. Эукариоттарда эндоплазмалық ретикулумға транслокацияланатын ақуыздар сигналды тану бөлшегі (SRP) арқылы танылады, ол рибосома арқылы полипептидтің трансляциясын тоқтатады және рибосоманы эндоплазмалық ретикулумдағы SRP рецепторына бекітеді. Бұл тану оқиғасы синтезделетін полипептидтің алғашқы бірнеше кодонында орналасқан белгілі бір N-терминалды сигналдық тізбекке негізделеді. SecA АТФазасы полипептидті канал арқылы жылжыту үшін "итеру және сырғанау" механизмін пайдаланады. АТФ байланысқан күйде SecA екі спиральді саусақ арқылы субстраттағы аминқышқылдарының белгілі бір тобымен өзара әрекеттеседі, оларды (АТФ гидролизі арқылы) каналға итеріп жібереді. Содан кейін SecA ADP байланысқан күйге өткен кезде өзара әрекеттесу әлсірейді, бұл полипептидтік тізбектің екі бағытта да пассивті түрде жылжуына мүмкіндік береді. SecA содан кейін пептидтің тағы бір бөлігін ұстап алып, процесті қайталайды. Дегенмен, Sec61 құрылымы бұл көзқарасты қолдамайды және ER люменінен цитозолға тасымалдау үшін басқа да бірнеше ақуыздар жауапты болуы мүмкін деп саналады.
In co translational translocation, the translocon associates with the ribosome so that a growing nascent polypeptide chain is moved from the ribosome tunnel into the SecY channel. The translocon (translocator) acts as a channel through the hydrophobic membrane of the endoplasmic reticulum (after the SRP has dissociated and translation is continued). The emerging polypeptide is threaded through the channel as an unfolded string of amino acids, potentially driven by a Brownian Ratchet. Once translation is finished, a signal peptidase cleaves off the short signal peptide from the nascent protein, leaving the polypeptide free in the interior of the endoplasmic reticulum. In eukaryotes, proteins due to be translocated to the endoplasmic reticulum are recognized by the signal recognition particle (SRP), which halts translation of the polypeptide by the ribosome while it attaches the ribosome to the SRP receptor on the endoplasmic reticulum. This recognition event is based upon a specific N terminal signal sequence that is in the first few codons of the polypeptide to be synthesised. The SecA ATPase uses a "push and slide" mechanism to move a polypeptide through the channel. In the ATP bound state, SecA interacts through a two helix finger with a subset of amino acids in a substrate, pushing them (with ATP hydrolysis) into the channel. The interaction is then weakened as SecA enters the ADP bound state, allowing the polypeptide chain to slide passively in either direction. SecA then grabs a further section of the peptide to repeat the process. However, the structure of Sec61 does not support this view and several different proteins have been suggested to be responsible for transport from the ER lumen into the cytosol.