ХИМИЧЕСКАЯ И ПОСТТРАНСЛЯЦИОННАЯ МОДИФИКАЦИЯ БЕЛКОВ

Химическая модификация аминокислотных остатков. Аналитическое применение. Введение метки по остаткам тирозина (введение радиоактивных изотопов иода), лизина (мечение тритием через основание Шиффа), цистеина (мечение ¹⁴С через алкилирования галогенпроизводными меченых карбоновых кислот). Модификация аминогруппы. Взаимодействие с нингидрином. Отличительные особенности первичной и вторичной аминогрупп. Механизм реакции. Модификация флуоресцирующими реагентами. Модификация групп, содержащих серу. Взаимодействие с реагентом Эллмана. Модификация индольного остатка триптофана. Модификация гуанидиниевой группы в аргинине. Взаимодействие с дикетонами. Дискриминация остатков аргинина и лизина. Механизмы реакций. Модификация имидазольного остатка в гистидине. Взаимодействие с реагентом Паули (солями диазония). Взаимодействие нуклеофильных центров белков с реагентом Сэнгера.

Модификация белков с целью изменения биологической функции. Взаимодействие белков с диэтилпирокарбонатом. Инактивация РНказы А как следствие модификации остатков гистидина. Взаимодействие белков с циклофосфаном. Использование его в химиотерапии злокачественных опухолей. Необратимое ингибирование «сериновых» ферментов. Взаимодействие гидроксильной группы серина с диизопропилфторфосфатом (сериновые протеиназы, ацетилхолинэстераза). Ацетилирование циклооксигеназы аспирином.

Модификация белков с целью структурно-функциональных исследований. Полифункциональные реагенты. Выбор мостика, соединяющего реакционноспособные группы бифункционального реагента. Полифункциональные линкеры, содержащие группировки, способные расщепляться под действием химических агентов. Фотоактивируемые «фоторасщепляемые» полифункциональные реагенты. Фотоактивируемые группы. Фотохимические реакции с генераторами нитренов и карбенов. Реакции синглетного и триплетного нитренов. Другие типы реакционноспособных групп. Реагенты на аминогруппы. Реакции с имидоэфирами. Взаимодействие с активированными эфирами (N -гидроксисукцинимидными реагентами, производными пентафторфенола). Реагента на НS-группы белков. Алкилирующие реагенты. Взаимодействие с малеимидами. Дисульфидный обмен.

Ферментативная посттрансляционная модификация с расщеплением полипептидной цепи. Понятие о сигнальных пептидах и процессинге. Сортировка белков в клетке. Импорт белков в клеточные органеллы.

Окислительно-восстановительные реакции. Образование в ходе посттрансляционной модификации белков в эндоплазматическом ретикулуме дисульфидных мостиков между остатками цистеина. Дисульфидный обмен. Инсулин: способы получения. Отличительные особенности окисления сульфгидрильной группы остатка цистеина и гомоцистеина в белках. Окисление тиолатного аниона в присутствии оксида азота с образованием цистеинилнитроксида. Роль цистеинилнитроксида в окислительной сигнализации в клетке.

N-гликозилирование и О-гликозилирование белков. Посттрансляционное присоединение углеводов к боковым радикалам аспарагина, серина, треонина и гидроксилизина. Биоинтез коллагена. Неферментативное гликирование альбумина и гемоглобина.

Гидроксилирование пролина и лизина. Предполагаемый механизм гидроксилирования с участием кислорода, ионов Fe²⁺, a-кетоглутаровой и аскорбиновой кислот. Посттрансляционные изменения в процессе биосинтеза коллагена.

Алкилирование боковых радикалов. Пострансляционное метилирование лизина и аргинина. S ‑аденозилметионин как источник метильных групп. Деметилирование лизина и аргинина. Роль в регуляции активации или репрессии генов. Изопренилирование белков. Роль в межклеточной сигнализации.

Ацетилирование и ацилирование a-аминогрупп белков и e-аминогруппы лизина. Использование в качестве молекулы-донора ацетил-СоА. Ацилирование белков остатками высших жирных кислот. Введении метки в белки, подлежащие уничтожению: убиквитилирование белков. Три стадии конъюгация белка-мишени с убиквитином: 1) стадия активации карбоксильной группы убиквитина с помощью убиквитин-активирующего фермента E1 и АТР с образованием убиквитил-АМР; 2) стадия переноса остатка убиквитина на SH-группу убиквитин-переносящего белка Е2; 3) стадия переноса убиквитильного остатка на белковый субстрат с образованием амидной связи между С-концевым остатком глицина убиквитина G76 и остатком лизина белка-мишени (субстрата). Шапероны – кофакторы ферментов убиквитинилирования. Гомоцистеинилирование белков.

Дезамидирование остатков амидов дикарбоновых кислот.

Фосфорилирование гидроксигрупп серина, треонина и тирозина. Регуляция активности ферментов через фосфорилрование. Молекулярные механизмы передачи сигнала в клетках. Амидофосфаты нуклеотидов как ковалентные интермедиаты при ферментативных процессах (РНК- и ДНК-лигазы).

Введение карбоксилатных анионных групп по боковому радикалу глутамата: роль витамина К в процессе карбоксилирования. Мембранный каталитический комплекс активации протромбина.

Галогенирование остатков тирозина. Модификация белков с деградацией. Биосинтез иодтиронинов.

(ADP-рибозил)ирование нуклеофильных аминокислотных остатков в составе белка. Механизм синтеза поли(ADP-рибозы).

Внутренняя посттрансляционная автокаталитическая циклизация. Автокаталитическая перестройка пептидного остова в свернутом белке при созревании зеленого флуоресцирующего белка (GFP, green fluorescent protein). Схема образования хромофора из трипептида. GFP как флуорсцентный маркер в белках слияния.