Метаболизм белка

Понимание синтеза белков - сложнейшего биосинтетического процесса - это стало одним из наиболее выдающихся достижений биохимии. В процессе синтеза белка, у эукариотов задействовано более 70 различных рибосомальных белков:

 

 - 20, или более ферментов для активации предшественников аминокислот;

 - более десятка вспомогательных ферментов и других белковых факторов для инициации, элонгации и терминации полипептидов;

 - около 100 добавочных ферментов для окончательного процессинга различных белков;

 - 40 или более видов транспортных и рибосомальных РНК.

 

Более того, для синтеза полипептидов объединяются почти 300 различных макромолекул, многие из которых входят в сложную трехмерную структуру рибосомы.

 

Чтобы оценить всю важность синтеза белков, рассмотрим клеточные ресурсы, задействованные в процессе. Белковый синтез требует около 90% всей химической энергии, используемой клеткой для биосинтетических реакций.

 

Каждая прокариотическая и эукариотическая клетка содержит тысячи копий каждого из своих белков и РНК. 20000 рибосом, 100000 зависимых белковых факторов и ферментов и 200000 РНК могут составлять более 35% массы типичной бактериальной клетки в сухом состоянии.

 

Несмотря на огромную сложность, белки синтезируются с более чем высокой скоростью. Полипептид, состоящий из 100 аминокислотных  остатков, в клетке Escherichia coli синтезируется примерно за 5 секунд (при 37°С).

 

Синтез тысяч различных белков в клетке строго регулируется, поэтому достаточно лишь подобрать условия протекания метаболизма в клетке. Для достижения оптимального смешения и концентрации белков, процессы переноса и разложения должны идти наравне с синтезом.

 

Наука постепенно познает превосходно скоординированную внутриклеточную хореографию, способствующую достижению каждым белком соответствующей области клетки и его избирательному разложению, если потребность в нем отпадает.