Биологическая химия

Патогенез, лечение и профилактика заболеваний

Внутриклеточный перенос и секреция белков

Многие белки синтезируются на рибосомах, расположенных в цитозоле, и освобождаются в цитозоль. Другие белки, предназначенные для включения в клеточные органеллы или для секреции, синтезируются на рибосомах, связанных с шероховатым эндоплазматическим ретикулумом. Синтез таких белков начинается в цитозоле с образования короткого гидрофобного сигнального пептида.

Внутриклеточный перенос и секреция белков
Внутриклеточный перенос.

При участии специальных белков рибосома прикрепляется к мембране ретикулума таким образом, что сигнальный пептид своей N-концевой частью оказывается в полости ретикулума. Затем трансляция продолжается, сигнальный пептид дорастает примерно до 20 аминокислотных остатков, после чего отщепляется специфической протеазой, а пептидная цепь белка растет и после завершения синтеза оказывается в полости ретикулума. В образовании правильной пространственной структуры в процессе переноса белка через мембрану участвуют шапе-роны. Затем в пластинчатом комплексе эти белки включаются в везикулы, из которых могут попадать в конечное место своего назначения: лизосомные белки — в лизосомы, мембранные белки — в плазматическую мембрану; секретируемые белки покидают клетку Многие клетки синтезируют макромолекулы «на экспорт», т. е. для использования в других частях организма. К ним относятся белки и гетерополисахариды межклеточного матрикса, белки плазмы крови, пищеварительные ферменты, белковые гормоны, белки и липиды молока. Поскольку мембрана для макромолекул непроницаема, то их секреция происходит путем экзоцитоза, т. е. путем образования внутри клетки мембранных пузырьков, наполненных секретируемым веществом, и их опорожнения во внеклеточную среду. Таким же способом выделяются из клеток и некоторые низкомолекулярные вещества, накапливающиеся и хранящиеся внутри мембранных пузырьков, например адреналин в клетках мозгового вещества надпочечников, нейромедиаторы в синапсах.
Многие секретируемые белки представляют собой гликопротеины; их углеводная часть синтезируется в ходе перемещения белка в полости эндоплазматическо-го ретикулума и пластинчатого комплекса.
В пластинчатом комплексе от мембран отшнуровываются пузырьки, содержащие секретируемый белок (секреторные гранулы). Секреторные гранулы сливаются с плазматической мембраной, освобождая содержимое наружу, т. е. происходит собственно экзоцитоз (конечная стадия секреции).
Есть и другой механизм экзоцитоза, характерный для секреции липидов, например при образовании молока в молочных железах. Жиры в клетках молочной железы образуют капли, свободно взвешенные в цитозоле. Приближаясь к плазматической мембране, жировые капли вызывают образование выпячивания, и в конечном счете от плазматической мембраны отшнуровывается пузырек, содержащий жир.

Ключевые слова: , , , ,