5.4.1* Информатины

Очевидно, что информофер имеет очень большую молекулярную массу. Исходя из его диаметра, она должна быть равна по крайней мере (1-2) o 106. Следовательно, он должен был, вероятно, состоять из большого числа полипептидных цепей. После первой работы Я. Молнара опыты по белковому составу ядерных РНП вела в нашей лаборатории А. А. Кричевская. Обрабатывая препараты белка меркаптоэтанолом для разрушения S-S-связей, она получила вместо нескольких основных полос одну главную полосу. При проведении электрофореза в додецилсульфате натрия было показано, что молекулярная масса этого компонента равна примерно 40 000. Позднее Т. Мартин (США) и Е. М. Луканидин в нашей лаборатории показали, что эта полоса разделяется на два главных компонента с близкими молекулярными массами. Мы назвали этот основной белок РНП частиц информатином. Каждый информофер, таким образом, состоит из нескольких десятков молекул информатина (по современным оценкам,-36) (рис. 37).

Рис. 37. Главный белковый компонент ЗОБ-РНП-частиц (рибонуклеосом) - информатин. а - электрофорез белков очищенных 30S-частиц в полиакриламидном геле; А-Г - разделение вели в присутствии доденилсульфата; Д-3 - разделение в ацетатном буфере рН 4,5, содержащем мочевину; А, Д - исходные 308-частицы; Б, Е - материал 30S-частиц после очистки повторным ультрацентрифугированием; В, Ж - белки из 4S-30Hb1 сахарозного градиента в 2 М NaCl (см. ниже, рис. 38); Г, З - чистые информоферы, полученные диссоциацией 30S-частиц из Б, Е (см. ниже, рис. 38); И - сканирование геля (Г). Видно, что в присутствии додецилсульфата выявляются два главных компонента информатина с молекулярной массой около 40 000, а в ацетатном буфере рН 4,5, содержащем мочевину, они комигрируют (по результатам, полученным Е. М. Луканидиным и А. А. Кричевской); б - высокоразрешающий электрофорез белков ЗОБ-частиц. Видно 6 главных компонентов в зоне 40S (по результатам, полученным X. Бейером и соавт.)

Дальнейшие исследования информатина велись уже в других лабораториях, причем для его обозначения обычно стал использоваться термин "сердцевинные белки" ("core proteins"). При высокоразрешающем электрофорезе их можно разделить на 6 фракций: Al, A2, B1, B2 (очень близкие друг другу полипептиды), C1 и C2 (тоже очень близкие между собой полипептиды, см. рис. 37). Часть различий между ними может зависеть от модификаций. Например, у низших эукариот найден лишь один тип информатина. Клонирование генов информатинов, которое осуществлено в ряде лабораторий, показывает, что эти белки кодируются у млекопитающих семейством эволюционно консервативных генов. Весьма вероятно, что это семейство возникло путем дупликации единственного информатинового гена, имеющегося у низших организмов.

Опыты по клонированию генов информатинов подвели черту под длинной дискуссией о гомогенности или гетерогенности ядерных РНП-частиц. Долгое время часть авторов [например, М. Жакоб (Франция) и др.] активно поддерживали точку зрения о чрезвычайно сложном белковом составе гяРНП и о гетерогенности последних. Их результаты, однако, объяснялись использованием процедуры, при которой гяРНП выделялись вместе с обломками ядерного матрикса. В настоящее время общепризнано, что набор структурных белков ядерных РНП простой и состоит из семейства родственных полипептидов.

Опыты по клонированию позволили определить нуклеотидную последовательность генов и тем самым аминокислотную последовательность белков. Наиболее интересной особенностью структуры изученных информатинов является их доменная организация. Два похожих домена, расположенных на N-конце, содержат участки связывания РНК, напоминающие участки связывания РНК в других белках. С-конец обогащен глицином, имеет мало-упорядоченную структуру и обнаруживает гомологию с кератином. Вероятно, С-домен отвечает за белок-белковые взаимодействия между молекулами информатина в рибонуклеосоме.

Интересно, что продукты частичного протеолиза информатина были выделены из эукариотических клеток в форме белков, связывающихся с одноцепочечной РНК и ДНК. Они способны плавить вторичные структуры в РНК. Теми же свойствами обладают и нативные информатины. О значении этого их свойства речь пойдет ниже.

Помимо информатинов, РНП-частицы содержат и другие, минорные, компоненты (подобно тому как хроматин, кроме гистонов, содержит различные негистоновые белки). Эти компоненты, вероятно, являются ферментами и различными регуляторными белками, взаимодействующими с РНК. Однако доминирующий структурный компонент гяРНП - это информатины.