Биосинтез белка

8. Приобретение белковой молекулой биологических функций

Белок остается биологически неактивным до тех пор, пока он не свернется с образованием присущей ему третичной структуры (нативной конформации), которая определяется аминокислотной последовательностью. В какой-то момент, во время синтеза полипептидной цепи или после его завершения, белок самопроизвольно принимает свою специфическую трехмерную структуру. Однако часто построенная на рибосоме полипептидная цепь не может принять окончательную биологически активную конформацию, пока не подвергнется процессингу, или ковалентной модификации.

У различных белков процессинг протекает по-разному. При этом может происходить отщепление ферментами "лишних" аминокислотных остатков (например, инициирующих), введение в определенные аминокислотные остатки фосфатных, метильных, карбоксильных, олигосахаридных или простетических групп.
Например, гормоны поджелудочной железы инсулин и глюкагон синтезируются в виде неактивных предшественников. Сначала из них удаляются сигнальные пептиды, в результате чего образуются прогормоны. Затем уже в секреторных гранулах прогормоны превращаются в активные гормоны.
Новообразованные белки направляются в ту часть клетки, где они выполняют свои функции: некоторые поступают просто в клеточный цитозолъ, другие − к различным клеточным органеллам, третьи секретируются из клетки, наконец, некоторые встраиваются в ту или иную клеточную мембрану, где работают в качестве ферментов или переносчиков. Роль сигналов, направляющих белки к месту их функционирования, выполняют лидерные последовательности, расположенные в начале полипептидной цепи. Они образуются в процессе биосинтеза белка на рибосоме первыми и узнаются особыми участками внешней поверхности мембран нередко даже раньше, чем рибосома завершит синтез белка.
Рибосомы, связанные с шероховатой эндоплазматической сетью, участвуют в биосинтезе белков, которые либо временно остаются в клетке, либо сразу же выводятся из нее. Белки проталкиваются внутрь цистерн, откуда в конечном итоге выводятся во внеклеточное пространство.