ом случае добавление активированных мономерных единиц катализируется белком, который связан с нуклеиновой кислотой, выполняющей роль матрицы. Выбор требуемой нуклеотидной единицы, предназначаемой для ее включения в растущую цепь, определяется нуклеотидом, уже включенным в соответствующее место комплементарной цепи; этот вопрос рассматривается в гл. 15. Химия этого процесса состоит просто в вытеснении пирофосфата:

3' 5' У У °\ /°

НО—Nu — О—(Р)—(Р)—(Р) + НО —Полинуклеотид —* РР, + НО — Nu—О — Р—О— Полинуклееяшд

(11-2г)

Заметим, что атом фосфора активированного нуклеозидтрифосфата атакуется всегда З'-гидроксилом полинуклеотида. Таким образом, нуклео-тидные цепи растут ог 5'-конца, т. е. новые единицы всегда присоединяются к З'-концу.

г. Характерные особенности сборки фосфолипидов

Характерная особенность биосинтеза липидов заслуживает того, чтобы прокомментировать ее здесь. Холин и этаноламин активируются аналогично тому, как это имеет место в случае Сахаров [уравнение (11-26)]. Например, холин может быть фосфорилирован с использованием АТР [уравнение (11-26), стадия а]у а образующийся фосфорилхолин может далее превращаться в цитидиндифосфатхолин [уравнение (11-26), стадия б]. В результате переноса фосфорилхолина из последнего соединения на подходящий акцептор образуется конечный продукт [уравнение (11-26), стадия в]. Следует отметить отличие этих реакций полимеризации от синтеза полисахаридов, которое состоит в том, что вступление в реакцию сахаронуклеотида сопровождается отщеплением целого нук-леозиддифосфата, тогда как в реакциях CDP-холина и CDP-этанолами-на отщепляется СМР, а одна фосфатная группа остается в конечном продукте. То же самое имеет место в случае синтеза бактериальных тейхоевых кислот (гл. 5, разд, Г, 2). Сначала образуется CDP-глицерин или CDP-рибит, а после этого происходит полимеризация с отщеплением СМР и образованием чередующегося сахарофосфат-алкогольного полимера [28а].

\

Н3С — N+— СН.— СН2—ОН

Н3С *

Холан

V

а

АТР

ADP

/

N+—CH2CH2—О—(?)

СТР

нго>PPi-^—»2 Р,

N+ —СН2СН2—О—(РЛР)— О- цитидин Цитидиндифоаратхолин

Y — ОН

в

Акцептор азосрорилхолина например гидроксильная группа аиглицерида

•СМР

О

N+—СН2—СН2—О—Р—О—Y (11-26)

оФосралилид(<роаратидилхолин,если У-диелицерид)

2. Необратимая модификация и катаболизм полимеров

Синтезируемые в клетках полимеры подвергаются распаду. Например, полупериод жизни большинства белков в печени крыс и кроликов составляет всего лишь 1—8 дней [29, 30]. Что касается ферментов, то по крайней мере у одного из них полупериод жизни составляет всего лишь 11 мин, тогда как другие ферменты могут сохраняться в течение недель [31]. Если рассматривать разные виды живых организмов, то полупериоды жизни гомологичных белков оказываются приблизительно пропорциональными продолжительности жизни организма [32].

Ограниченное время жизни характерно также для большого числа липидных компонентов клеток, для рибонуклеиновых кислот и для полисахаридов всех мембран. Эти данные показывают, что внутри клеток существует непрерывный поток материи, который обусловливает возможность построения мембран и органелл клетки, а также постоянное обновление компонентов, из которых они построены. ЭТОТ ПОТОК материи определяется необратимыми перестройками полимеров, включая их окончательный гидролиз. Практически невозможно перечислить все известные в настоящее время модификации биополимеров, однако в следующих разделах мы попытаемся описать некоторые из них.

а. Реакции специфического гидролиза

Ферменты часто секретируются в виде проферментов, которые уже впоследствии подвергаются активации (гл. 6, разд. Е.2; гл, 7, разд .Г). Это относится также к сывороточному альбумину крыс [33] и к неко4У0 1 лава 11

торым пептидным гормонам (гл. 16, разд А, 1), включая инсулин. Напомним, что последний состоит из одной А-цепи и одной В-цепи, соединенных друг с другом дисульфидными мостиками (рис. 4-13). Инсулин синтезируется в р-клетках островков Лангерганса поджелудочной железы в виде проинсулина, состоящего из 84 аминокислотных остатков. Разрыв полипептидной цепи в проинсулине происходит, по-видимому,

РИС. 11-9. Схематическое изображение структуры проинсулииа. Удаление С-концевого пептида, содержащего 29 остатков, а также остатков основных аминокислот 31, 32, 62 и 63 приводит к образованию инсулина. Более детально отклонение инсулина показано на рис. 4-13.

уже после его свертывания и образования дисульфидных связей (рис. 11-9) [34—36]. Аналогичным образом транспортные РНК рождаются из более длинных молекул РНК, транскрибируемых на ДНК-матрицах. В транскрибированных молекулах тРНК происходят целые серии модификаций, затрагивающих вполне определенные основания, после чего гидролитическое расщепление доводит молекулы до их окончательного размера. Молекулы информационной РНК в эукариотиче-ских клетках транскрибируются, судя по имеющимся данным, в виде гигантских длинных молекул, которые перед тем, как начать функционировать, разрезаются на бо