29.17. Синтез белка ингибируется различными антибиотиками
Множество антибиотиков ингибируют синтез белка специфическим образом. Этот факт представляет определенный интерес с биологической точки зрения, поскольку антибиотики можно рассматривать как «химическое оружие», производимое некоторыми видами микроорганизмов и крайне токсичное для других организмов. Антибиотики стали ценным инструментом в изучении белкового синтеза, поскольку оказалось, что почти любой этап этого процесса специфически ингибируется тем или иным антибиотиком.
Одним из наиболее важных антибиотиков-ингибиторов является пуромицин, синтезируемый плесневым грибом
Рис. 29-21. Антибиотики - ингибиторы белкового синтеза. А. Пуромицин (его формула показана красным цветом), напоминающий концевой аминоациладенилат в составе аминоацил-тРНК, реагирует с С-концом растущей пептилил-тРНК, образуя пептидилпуромициновый комплекс. Однако из-за того, что связь между пуромицином и пептидом устойчива к действию ферментов, дальнейшая элонгация становится невозможной и пептидилпуромицин покидает рибосому. Б. Циклогексимид ингибирует синтез белка 80S-рибосомами эукариотических клеток, но не подавляет белковый синтез в прокариотах и митохондриях. В. Хлорамфеникол подавляет синтез белка прокариотическими и митохондриальными рибосомами, но не нарушает работу эукариотических 80S-рибосом.
Streptomyces alboniger. По своей структуре пуромицин очень напоминает 3-конец аминоацил-тРНК (рис. 29-21). Его действие заключается в том, что он прерывает элонгацию полипептидной цепи, замещая собой поступающую в рибосому аминоацил-тРНК и приводя к образованию пептидилпуромицина. К пептидилпуромицину уже не способна присоединиться ни одна аминокислота; вследствие этого он отделяется от рибосомы, прекращая тем самым синтез полипептида.
Тетрациклины - антибиотики другой группы ингибируют белковый синтез, блокируя A-участок рибосомы и лишая его способности связывать аминоацил-тРНК. Хлорамфеникол подавляет синтез белка, осуществляемый прокариотическими (и митохондриальными) рибосомами, но не оказывает воздействия на внемитохондриальный синтез белка у эукариот. Циклогексимид, наоборот, ингибирует синтез белка 80S-эукариотическими рибосомами и не нарушает работу 70S-прокариотических или митохондриальных рибосом. Здесь мы снова сталкиваемся со сходством прокариот и митохондрий. Стрептомицин вызывает ошибки при считывании генетической информации, а туникамицин препятствует прикреплению боковых олигосахаридных цепей к некоторым гликопротеинам.
К другим ингибиторам белкового синтеза относятся дифтерийный токсин, инактивирующий один из факторов элонгации, и рицин, чрезвычайно токсичный белок из клещевины обыкновенной, который инактивирует 60S-cy6частицу эукариотических рибосом.
