Число полипептидов и отдельных токсических компонентов в молекуле белка

20.06.2014

В этой теме объясняются данные о числе полипептидных цепей в кристалле, их организации и о том, как кристалл переваривается, освобождая меньшие по размеру токсичные частицы.
Установлено, что кристалл состоит из отдельных субъединиц. Эти субъединицы, в свою очередь, состоят из одного или нескольких белков, которые сами, вероятно, построены из полипептидных цепей, ковалентно связанных дисульфидными мостиками, и могут быть или не быть упоминаемыми ниже протоксинами. Конечная токсическая молекула может представлять собой полную цепь или ее часть. Токсические молекулы могут быть образованы из различных полипептидных цепей и различаться по токсичности. Реакцию преципитации с антисывороткой к целому кристаллу может дать любой из составляющих кристалла.
Имеется масса доказательств в пользу того, что кристалл содержит несколько различных полипептидных цепей, соединенных дисульфидными мостиками и водородными связями. Вопрос об их числе и о том, сколько из них токсично остается открытым. Ответ на это затрудняется склонностью полипептидов к объединению. Результаты, получаемые на ультрацентрифуге, мало помогают, потому что условия опыта не предотвращают объединения. Лекадэ доказала наличие в алкилированном белке четырех аминокислот с концевыми аминогруппами, что доказывает существование по крайней мере четырех цепей. Андерсон и Рогов обнаружили методом электрофореза на бумаге пять различных зон у частично растворенного кристаллического белка. Путем восстановления кристаллов и электрофореза в присутствии додецилсульфата натрия (S. D. S.), который должен был бы (предотвращать объединение, Кукси обнаружил шесть отчетливых полос (рис. 14, а). Следовательно, отдельные цепи разделялись по молекулярным размерам. Электрофоретическая подвижность наименьших из них была сравнима с подвижностью цитохрома С (м. в. 13 000). И в этот раз исследование методом дискового электрофореза кристаллического белка, алкилиро-ванного по методу Анфинзена и Габера, показало наличие шести полос (рис. 14, б). Пока неизвестно, каким образом цепи организованы в субъединицы, составляющие кристалл. Возможно, что молекулярный вес субъединицы составляет около 200 000.

Исследование антигенного состава кристалла проливает некоторый свет на число цепей. Пендлтон и Моррисон обнаружили в кристалле одного из изолятов В. thuringiensis максимум в пять антигенов. Это может свидетельствовать в пользу множественности антигенных участков на одном белке или одиночных участков на ряде белков, но равным образом это может быть и обманчивым, поскольку антисыворотка приготовлялась к целым кристаллам. Нам неизвестно состояние белка во время образования антител. Антитела могут действовать на белки, находящиеся на различных этапах объединения, и это может создать ложное представление о числе имеющихся, четко различимых белков. Свидетельством против гипотезы множественности антигенов, являющейся просто отражением явлений объединения, является то обстоятельство, что антигены кристалла синтезируются на различных стадиях споруляции клетки. Еще одним свидетельством служит раздельный генетический контроль синтеза двух токсичных антигенов в мутантах В. thuringiensis. Можно выбрать штамм В. thuringiensis, во много раз более токсичный для определенного вида насекомого, чем штаммы дикого (природного) типа. Такой штамм не обязательно высокотоксичен для другого восприимчивого вида насекомого. Ho верно также и обратное. Мутанты, менее токсичные, чем штамм дикого типа, не теряют параллельно своей токсичности для отдельных видов насекомых. Если на одну клетку образуется только одна токсическая молекула, то соотношение восприимчивости различных насекомых всегда будет колебаться одним и тем же образом. Это также доказывает присутствие более одной токсической молекулы в одном и том же кристалле.
Имеющиеся данные подтверждают мысль о том, что кристалл представляет собой протоксин, который активируется в кишечнике насекомых, образуя токсические молекулы с м. в. около 5000. Число различных токсических молекул, присутствующих в протеолизате кристалла, изучено недостаточно. Пo расчетам Пендлтона, 85% непереваренной молекулы протоксина дают начало ряду идентичных токсических молекул с низким молекулярным весом и с рядом антигенных детерминант на них. Лекадэ и Дедонде обнаружили в своей пептидной фракции четыре различных пептида с низким молекулярным весом. Все четыре были токсичными, и два из них в сумме составляли около 80% всей пептидной фракции. К сожалению, авторы ничего не сообщают о реакциях этих фракций с антисыворотками к кристаллу, и это затрудняет непосредственное сравнение их результатов с данными Пендлтона. Трудно также поставить знак равенства между работами Пендлтона или Лекадэ и Дедонде и предположением о наличии не менее двух различных токсических белков на кристалл. Оба исследования следует повторить, используя в качестве насекомого-тестера другой вид. Пендлтон обнаружил больше антигенов, чем он сообщал первоначально, и один из них был особенно связан с токсичностью В. thuringiensis для Philosamia cynthia var. ricini.
При расширении этой работы интересно выяснить, будет ли иной антиген участвовать в токсической реакции при использовании других видов насекомых.