Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
Sec61, называемый SecYEG у прокариотов, представляет собой мембранный белковый комплекс, встречающийся во всех доменах жизни. Являясь основным компонентом транслокона, он транспортирует белки в эндоплазматический ретикулум у эукариотов и наружу из клетки у прокариотов. Это кольцеобразный канал через мембрану, состоящий из трех различных субъединиц (гетеротримерный комплекс): SecY (α), SecE (γ) и SecG (β). Он содержит область, называемую пробкой, которая блокирует транспорт внутрь или наружу из ЭР. Эта пробка смещается, когда гидрофобный участок новосинтезируемого полипептида взаимодействует с другой областью Sec61, называемой швом, что позволяет транслокации полипептида в просвет ЭР. Хотя SecY и SecE консервативны во всех трех доменах жизни, бактериальный SecG имеет лишь слабую гомологию с эукариотическим Sec61β. Однако эукариотический Sec61β гомологичен археальному "SecG", что заставляет некоторых авторов называть археальный комплекс SecYEβ вместо SecYEG.
Sec61, termed SecYEG in prokaryotes, is a membrane protein complex found in all domains of life. As the core component of the translocon, it transports proteins to the endoplasmic reticulum in eukaryotes and out of the cell in prokaryotes. It is a doughnut shaped pore through the membrane with 3 different subunits (heterotrimeric), SecY (α), SecE (γ), and SecG (β). It has a region called the plug that blocks transport into or out of the ER. This plug is displaced when the hydrophobic region of a nascent polypeptide interacts with another region of Sec61 called the seam, allowing translocation of the polypeptide into the ER lumen. Although SecY and SecE are conserved in all three domains of life, bacterial SecG is only weakly homologous with eukaryotic Sec61β. The eukaryotic Sec61β is however homologous to the archaeal "SecG", leading some authors to refer to the archaeal complex as SecYEβ instead of SecYEG.
Структура
Большая часть знаний о структуре поры SecY/Sec61α получена из данных рентгеноструктурного анализа археальной версии этой поры. Большая субъединица SecY состоит из двух половин, включающих трансмембранные сегменты 1–5 и трансмембранные сегменты 6–10. Они соединены на внеклеточной стороне петлей между трансмембранными сегментами 5 и 6. SecY может открываться латерально спереди (латеральный канал). SecE – это однопротяжный мембранный белок у большинства видов. Он расположен сзади SecY, охватывая обе её половины. Secβ (SecG) не является существенным. Он находится сбоку от SecY и имеет с ним лишь несколько контактов. В боковой проекции канал имеет форму песочных часов: цитоплазматическая воронка пуста, а внеклеточная воронка заполнена небольшой спиралью, называемой пробкой. В середине мембраны находится структура, образованная пористым кольцом из четырех гидрофобных аминокислот, которые направляют свои боковые цепи внутрь. Во время транслокации белка пробка отодвигается, и полипептидная цепь перемещается из цитоплазматической воронки через пористое кольцо, внеклеточную воронку и в внеклеточное пространство. Гидрофобные сегменты мембранных белков выходят в липидный слой через латеральный канал и становятся трансмембранными сегментами. Эукариотический транслокон использует BiP. Структура человеческого Sec61 была определена с разрешением 3,84 Å методом криоэлектронной микроскопии в 2020 году вместе с остальной частью котрансляционного транслокона, включая рибосому. Археальный транслокон изучен хуже. Возможно, он использует SecDF, YajC и YidC, как и бактерии, поскольку обнаружены гомологичные белки. АТФаза пока не идентифицирована.
Much of the knowledge on the structure of the SecY/Sec61α pore comes from an X ray crystallography structure of its archaeal version. The large SecY subunit consists of two halves, trans membrane segments 1 5 and trans membrane segments 6 10. They are linked at the extracellular side by a loop between trans membrane segments 5 and 6. SecY can open laterally at the front (lateral gate). SecE is a single spanning membrane protein in most species. It sits at the back of SecY, wrapping around the two halves of SecY. Secβ (SecG) is not essential. Its sits on the side of SecY and makes only few contacts with it. In a side view, the channel has an hourglass shape, with a cytoplasmic funnel that is empty, and an extracellular funnel that is filled with a little helix, called the plug. In the middle of the membrane is a construction, formed from a pore ring of four 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. Eukaryotic translocon uses BiP. The structure of human Sec61 is resolved at 3.84 Å by cryo EM in 2020, together with the rest of the co translational translocon including the ribosome. The archaeal translocon is less understood. It might use SecDF YajC and YidC like bacteria, as homologs have been found. An ATPase is yet to be identified.