Сигнальная частица распознавания

Сигнал-распознающая частица (SRP) —это универсально консервативный рибонуклеопротеин (белковый РНК комплекс), представленный в цитозоле в большом количестве, который распознаёт и направляет специфические белки к эндоплазматическому ретикулуму у эукариот и к плазматической мембране у прокариот[1].

Общие сведения
Сигнальная частица распознавания
Обозначения

История

Функция SRP была открыта благодаря изучению зрелых и незрелых форм секреторных белков, в частности, лёгких цепей иммуноглобулинов[2] и бычьего препролактина. Вновь синтезированные белки у эукариот несут N-концевые гидрофобные сигнальные последовательности, которые связываются SRP, по мере их выхода из рибосомы[3][4].

Механизм

У эукариот SRP связывается с сигнальной последовательностью вновь синтезируемого пептида по мере его выхода из рибосомы[1]. Такое связывание приводит к замедлению синтеза белка, известному как «остановка элонгации» (elongation arrest) — консервативной функции SRP, которая способствует сопряжению процессов трансляции белка и его транслокации[5]. Затем SRP направляет весь этот комплекс (комплекс рибосома— растущая пептидная цепь) к белок-проводящему каналу, также называемому транслоконом, находящемуся в мембране эндоплазматического ретикулума (ЭПР). Это происходит благодаря взаимодействию и последующему присоединению (докингу) SRP к специфическому рецептору SRP[6], расположенному в непосредственной близости от транслокона.

У эукариот в системе SRP-рецептор/SRP имеются три домена, которые отвечают за связывание и гидролиз гуанозинтрифосфата (ГТФ). Они расположены в двух гомологичных субъединицах рецептора SRP (SRα и SRβ)[7]и в белке SRP54 частицы SRP (известном как Ffh у бактерий)[8].Показано, что скоординированное связывание ГТФ частицей SRP и её SRP-рецептором является необходимым условием для успешного узнавания и заякоривания SRP на рецепторе[9][10].

После докинга SRP и SRP-рецептора растущая полипептидная цепь встраивается в канал транслокона и поступает в полость ЭПР. Синтез белка возобновляется, когда SRP отсоединяется от рибосомы[11][12]. Комплекс SRP-рецептор/SRP диссоциирует благодаря гидролизу ГТФ, и цикл SRP-опосредованной транслокации белка продолжается[13].

Оказавшись внутри ЭПР, сигнальная последовательность отщепляется от основной белковой цепи с помощью сигнальной пептидазы. Таким образом, сигнальные последовательности не входят в состав зрелых функциональных белков.

Состав и эволюция

Несмотря на то, что функция SRP во всех организмах является аналогичной, её строение значительно различается. Ядро SRP, состоящее из SRP54 и SRP-РНК и обладающее ГТФазной активностью, присутствует у всех клеточных форм жизни, однако некоторые субъединичные полипептиды характерны исключительно для эукариот.

SRP субъединицы у трёх доменов живого
Эукариоты Археи Бактерии
SRP9SRP14 Нет Нет
SRP19 Да Нет
SRP54 Да Ffh
SRP68SRP72 Нет Нет
7SL RNA Да 6SL/4.5SL RNA

Аутоантитела и заболевания

Антитела к сигнальному рецепторному белку (anti-SRP) в основном ассоциируются с полимиозитом, хотя и не являются для него высоко специфичными[14]. У пациентов с полимиозитом наличие анти-SRP-антител коррелирует с более выраженной мышечной слабостью и атрофией[14].

Примечания

  1. 1 2 Chapter 7 - RNA-Processing Dysfunction in Spinal Muscular Atrophy // Spinal Muscular Atrophy : [англ.]. — Academic Press, 2017-01-01. — P. 113–131. — ISBN 978-0-12-803685-3. — doi:10.1016/b978-0-12-803685-3.00007-0.
  2. Milstein C, Brownlee GG, Harrison TM, Mathews MB (September 1972). “A possible precursor of immunoglobulin light chains”. Nature. 239 (91): 117—20. DOI:10.1038/newbio239117a0. PMID 4507519.
  3. Walter P, Ibrahimi I, Blobel G (November 1981). “Translocation of proteins across the endoplasmic reticulum. I. Signal recognition protein (SRP) binds to in-vitro-assembled polysomes synthesizing secretory protein”. The Journal of Cell Biology. 91 (2 Pt 1): 545—50. DOI:10.1083/jcb.91.2.545. PMC 2111968. PMID 7309795.
  4. Blobel G, Dobberstein B (December 1975). “Transfer of proteins across membranes. I. Presence of proteolytically processed and unprocessed nascent immunoglobulin light chains on membrane-bound ribosomes of murine myeloma”. The Journal of Cell Biology. 67 (3): 835—51. DOI:10.1083/jcb.67.3.835. PMC 2111658. PMID 811671.
  5. Walter P, Blobel G (December 1983). “Subcellular distribution of signal recognition particle and 7SL-RNA determined with polypeptide-specific antibodies and complementary DNA probe”. The Journal of Cell Biology. 97 (6): 1693—9. DOI:10.1083/jcb.97.6.1693. PMC 2112735. PMID 6196367.
  6. Gilmore R, Blobel G, Walter P (November 1982). “Protein translocation across the endoplasmic reticulum. I. Detection in the microsomal membrane of a receptor for the signal recognition particle”. The Journal of Cell Biology. 95 (2 Pt 1): 463—9. DOI:10.1083/jcb.95.2.463. PMC 2112970. PMID 6292235.
  7. Rapiejko PJ, Gilmore R (May 1992). “Protein translocation across the ER requires a functional GTP binding site in the alpha subunit of the signal recognition particle receptor”. The Journal of Cell Biology. 117 (3): 493—503. DOI:10.1083/jcb.117.3.493. PMC 2289435. PMID 1315314.
  8. Freymann DM, Keenan RJ, Stroud RM, Walter P (January 1997). “Structure of the conserved GTPase domain of the signal recognition particle”. Nature. 385 (6614): 361—4. Bibcode:1997Natur.385..361F. DOI:10.1038/385361a0. PMID 9002524. S2CID 4238766.
  9. Miller JD, Wilhelm H, Gierasch L, Gilmore R, Walter P (November 1993). “GTP binding and hydrolysis by the signal recognition particle during initiation of protein translocation”. Nature. 366 (6453): 351—4. Bibcode:1993Natur.366..351M. DOI:10.1038/366351a0. PMID 8247130. S2CID 4326097.
  10. Grudnik P, Bange G, Sinning I (August 2009). “Protein targeting by the signal recognition particle”. Biological Chemistry. 390 (8): 775—82. DOI:10.1515/BC.2009.102. PMID 19558326. S2CID 36611716.
  11. Lütcke H (March 1995). “Signal recognition particle (SRP), a ubiquitous initiator of protein translocation”. European Journal of Biochemistry. 228 (3): 531—50. DOI:10.1111/j.1432-1033.1995.0531m.x. PMID 7737147. Архивировано из оригинала January 5, 2013.
  12. Luirink J, Sinning I (November 2004). “SRP-mediated protein targeting: structure and function revisited”. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research. 1694 (1—3): 17—35. DOI:10.1016/j.bbamcr.2004.03.013. PMID 15546655.
  13. Shan SO, Walter P (February 2005). “Co-translational protein targeting by the signal recognition particle”. FEBS Letters. 579 (4): 921—6. Bibcode:2005FEBSL.579..921S. DOI:10.1016/j.febslet.2004.11.049. PMID 15680975. S2CID 46046514.
  14. 1 2 Kao AH, Lacomis D, Lucas M, Fertig N, Oddis CV (January 2004). “Anti-signal recognition particle autoantibody in patients with and patients without idiopathic inflammatory myopathy”. Arthritis and Rheumatism. 50 (1): 209—15. DOI:10.1002/art.11484. PMID 14730618.

Литература

Ссылки

Категории