Syntéza proteinů může být popsána ze dvou hledisek, jako
- syntéza v organismu,
- syntéza chemická.
Syntéza proteinů
v organismu
Obecný mechanismus syntézy proteinů je společný pro
všechny eukaryotické buňky, syntéza většiny proteinů trvá 20 sekund až několik
minut:
1)
Transkripce =
přepis genetické informace z DNA do RNA (v jádře buňky). Následuje
sestřih nekódujících sekvencí (intronů) za vzniku mRNA.
2)
Translace =
překlad genetické informace z mRNA do primární struktury proteinu (v
cytoplazmě na volných ribozómech nebo na ribozómech vázaných na membrány
hrubého endoplazmatického retikula). Většina syntetizovaných proteinů vzniká
jako tzv. preproteiny, na N-konci molekuly mají navíc ještě 2 peptidy:
hydrofóbní (slouží k přenesení proteinu do endoplazmatického
retikula) a sekreční (pokud je protein určen k sekreci mimo buňku). Oba
peptidy jsou po splnění své funkce odštěpeny.
3)
Posttranslační
modifikace = další úpravy polypeptidového řetězce, např. glykosylace, která
probíhá uvnitř endoplazmatického retikula a v Golgiho aparátu. Proteiny
určené na export jsou zabaleny do sekrečních váčků.
|
|
Většina
proteinů se začíná sbalovat do trojrozměrné struktury již během syntézy na ribozómu.
Skládání proteinů do jejich nativní konformace napomáhají tzv. molekulové
chaperony = proteiny, které se váží k částečně složenému řetězci
syntetizované bílkoviny a udržují jej v rozvinuté formě během pohybu
cytoplazmou a přes jednotlivé buněčné membrány. Chybně svinuté proteiny jsou
v lumen endoplazmatického retikula vazbou na chaperony zadržovány a
následně přesunuty do cytoplazmy, kde jsou odbourány. |
Chemická syntéza proteinů
Peptidová vazba nevznikne
přímou reakcí dvou aminokyselin. V organismu je tato reakce katalyzována
enzymaticky. In vitro musí být karboxylová skupina, která vstupuje do reakce,
nejprve přeměněna na reaktivnější derivát. Vzhledem k tomu, že dvě
jednoduché a-aminokyseliny mohou tvořit dva různé dipeptidy,
je nutno během syntézy chránit zbývající funkční skupiny, které do reakce
nevstupují. Chemická syntéza bílkovin tedy probíhá v následujících krocích:
1)
chránění aminoskupiny a karboxylové skupiny: reakce s chlormravenčany
(benzylnatý, t-butylnatý) nebo s azidy (t-butylazidomravenčan)
2)
aktivace karboxylové skupiny převedením na reaktivnější derivát (ester,
anhydrid, azid)
3)
odstranění chránících skupin: dehydrogenací (H2/Pt), působením
halogenovodíkové kyseliny (HBr/AcOH, HCl/eter)
Syntéza delších
peptidů:
a)
postupná - připojováním dalších aminokyselinových zbytků
b)
zlomková - spojováním kratších peptidů.
Další informace
Vladimíra Kvasnicová, Jaroslava Vávrová
recenze Miroslav Engliš
.