Компоненты полости эр

В полости ЭР содержатся следующие компо­ненты.

А. Протеиндисульфидизомераза (PDI).

Этот белок содержит два тиоредоксиновых вос­станавливающих серу домена. Его концентрация наиболее высока в полости ЭР тех клеток, кото­рые продуцируют секреторные или мембранные белки с дисульфидными связями. Поскольку син­тезирующаяся белковая цепь проходит через мембрану ЭР и входит в его полость, где созданы условия, благоприятные для образования дисуль­фидных мостиков, любые два цистеиновых остатка могут образовать дисульфидную связь. Эти связи не всегда приводят к образованию правильной трехмерной структуры белка.

Предполагается, что PDI связывается с удли­няющимся полипептидом и препятствует образо­ванию неправильных дисульфидных связей. Точно неизвестно, каким образом PDI обеспечивает пра­вильное формирование дисульфидных мостиков. Предполагается, что PDI образует дисульфидную связь с цистеином синтезирующегося белка, но эта связь менее стабильна, чем связь, формируемая двумя цистеиновыми остатками белка. Таким об­разом, дисульфидизомераза временно связывается с новым полипептидом, который сворачивается под действием других сил (гидрофобные взаимо­действия, водородные связи, ионные взаимодейст­вия с водным растворителем в ЭР). При достиже­нии правильной трехмерной структуры два цис­теиновых остатка белка сближаются (вследствие других взаимодействий), а связывание дисульфидизомеразы с белком ослабляется, что приводит к формированию правильной дисульфидной связи.

Б. Кальций. Концентрация Са²⁺ в полости ЭР относительно высока (около 5 ммоль). ЭР является важнейшим Са²⁺ депо клетки. Дисульфидизомераза и другие внутриполостные ферменты связывают кальций с высоким сродством и в больших количе­ствах.

В. Шапероны ЭР. К шаперонам относятся белки семейств hsp70 и hsp90, связывающий белок (BiP), Grp-94 и пептидилпропилизомераза. Есть доказательства того, что шапероны предотвращают случайное свертывание и агрегацию промежуточ­ных продуктов, обеспечивая тем самым более эф­фективный процесс формирования белка. Белки, которые не свертываются должным образом или приобретают нативную структуру с задержкой, ос­таются связанными с шаперонами в течение дли­тельного времени. Предполагается, что подобное пролонгированное присутствие белков в полости ЭР является важным сигналом для их последую­щего разрушения с помощью имеющихся в этой органелле протеаз.

Г. Кальнексин. Кальнексин — это белок с моле­кулярной массой 88 кДа, находящийся в ЭР. Этот белок не относится ни к hsp60, ни к hsp70, ни к hsp90 семействам. В отличие от других компонентов ЭР, кальнексин является интегральным ЭР-белком, ка­талитический домен которого обращен в полость ЭР. Одна из его функций состоит в связывании непра­вильно свернутых белков и сохранении их в ЭР. Таким образом, кальнексин функционирует как кон­тролер качества, который предотвращает высвобож­дение неправильно свернутых белков.

Д. Кальретикулин. Эта молекула, массой 46 кДа, была впервые идентифицирована как Са²⁺-связывающий белок в саркоплазматическом ретикулуме мышечных клеток. Кальретикулин, присутствующий в полости ЭР повсеместно, со­держит два Са²⁺-связывающих домена.

1. Высокоаффинный домен кальретикулина мо­жет связывать кальций даже при очень низ­ких концентрациях.

2. Домен с высокой емкостью, связывающий несколько молекул кальция одновременно.

Кальретикулин содержит сигналы задержки в ЭР, что еще раз подтверждает ключевую метабо­лическую роль этого белка в данном клеточном компартменте. Было также показано, что кальрети­кулин содержит ядерную сигнальную последова­тельность и регулирует связывание стероидного рецептора с участком ДНК. Это наблюдение ука­зывает на то, что кальретикулин должен выходить из ЭР в цитоплазму. Как именно это происходит, неизвестно. Интересен тот факт, что кальретику­лин выполняет много других функций. Например, оказалось, что он действует как интегринсвязывающий белок, плазматический антикоагулянт, как «молекула памяти» (молекула, участвующая в дол­говременном потенциировании) у морских улиток Aplysia. Вполне вероятно, что в дальнейшем будут открыты и другие функции кальретикулина по ме­ре дальнейшего изучения биологической активно­сти этого белка.