белки-переносчики

БЕЛКИ-ПЕРЕНОСЧИКИ (транспортные белки)

участвуют в переносе метаболитов, ионов и др. веществ по руслу крови, во внеклеточных тканевых жидкостях, а также внутрь клеток через биол. мембраны. Б.-п., локализованные в биол. жидкостях (см. табл.), участвуют в переносе веществ, плохо растворимых в воде — жирных кислот, билирубина, некоторых стероидов, ионов Fe и Cu, а также O₂ и CO₂. Липопротеины плазмы переносят липиды в виде белок-липидных комплексов. Самые легкие липопротеины — хиломикроны, 98% которых составляют нейтральные и кислые липиды и холестерин. Содержание Б.-п. в плазме крови и др. биол. жидкостях колеблется от 1 −2 мг (транскортин) до 3500–4500 мг (альбумин) на 100 мл.

К мембранным Б.-п. относятся белки систем трансмембранного переноса Сахаров, аминокислот и др. метаболитов. Эти белки интегрированы в составе биол. мембран. Во мн. случаях мембранные Б.-п. образуют системы транспорта, в которых отдельные функции разделены между разными белками. Так, у бактерий в систему транспорта аминокислот и некоторых углеводов входят по крайней мере по два белка — один, выполняющий функции рецепции субстрата (связывающий белок), другой — осуществляющий собственно перенос (транслокацию) вещества через мембрану. Для некоторых организмов, особенно для бактерий, характерно присутствие неск. систем транспорта одного и того же вещества. Так, транспорт глюкозы у Escherichia coli осуществляется не менее чем пятью разными системами.

Несколько особняком стоят липидпереносящие белки, которые обнаружены как в мембранных структурах, так и в плазме крови. Они переносят лишь определенный тип фосфолипидов и участвуют в построении биол. мембран.

К Б.-п. можно отнести также некоторые ферменты и ферментные системы. Так, у бактерий моносахариды переносятся фосфоэнолпируват-зависимой системой, включающей низкомол. белок — переносчик фосфатной группы с фосфоэнолпирувата на сахар и два фермента, один из которых, повидимому, выполняет функции транслокации фосфорилированного сахара. Другой фермент (глутамилтрансфераза) участвует в транспорте аминокислот в клетках животных. Предполагается, что некоторые пептиды вовлечены в транспорт аминокислот через мембрану энтероцитов (клетки эпителия кишечника). Хорошо изучена роль Na-K-зависимой аденозинтрифосфатазы в переносе протонов и Са-зависимой аденозинтрифосфатазы в транспорте Ca²⁺. Важную роль играют Б.-п., образующие ионные каналы в нервных волокнах.

Большинство Б.-п. плазмы крови и некоторые мембранные- гликопротеины. Для некоторых Б.-п. известна первичная структура, а для неск. представителей (гемоглобин, преальбумин, арабинозосвязывающий белок) — пространственная. Доказательство участия Б.-п. в транспорте у бактерий и дрожжей основаны гл. обр. на изучении дефектных по транспорту мутантов. Кинетика транспорта с участием Б.-п. характеризуется явлением насыщения. Константы комплексообразования Б.-п. — субстрат обычно лежат в области 10⁶ М⁻¹, для периплазматич. связывающих белков достигают 10⁸ М⁻¹. Механизм комплексообразования известен для ограниченного числа Б.-п. наиб. полно изучено связывание O₂ гемоглобином. Полифункциональные Б.-п. имеют неск. центров связывания для разл. транспортируемых веществ. Например, в альбумине участки связывания жирных кислот, глутатиона, билирубина и некоторых ионов расположены на разных субдоменах. Связывание арабинозы арабинозосвязывающим белком происходит на границе двух доменов.

^{СВОЙСТВА БЕЛКОВ-ПЕРЕНОСЧИКОВ}

Недостаточное содержание некоторых Б.-п. в организме — причина ряда заболеваний. Известны многочисленные генетически обусловленные заболевания, связанные с изменением структуры гемоглобина (напр., серповидная анемия). Понижение уровня церулоплазмина при болезни Вильсона приводит к накоплению Cu в мозге и печени и нарушению работы этих органов.

^{Лит.: Никольский Н. Н., Трошнн А. С, Транспорт Сахаров через клеточные мембраны. Л., 1973; Антонов В. К., Александров С. Л., "Биоорганическая химия", 1977, т. 3, №5, с. 581–99; КотыкА., Яначек К., Мембранный транспорт, пер. с англ., М., 1980.}

_{В. К. Антонов}