Полярные радикалы аминокислот

Путаница с количеством аминокислот, входящих в состав белков.

В литературе и статьях из инета встречается два основных варианта:

  • В состав белков входит 20 α-аминокислот;
  • В состав белков входит 21 α-аминокислота.

Отличие всего на одну аминокислоту — селеноцистеин. Почему один автор пишет про него, а другой нет? Может второй просто умнее? Или знает больше?

Цистеин и селеноцистеин.

Формулировка «в состав белков входит» слишком туманна. Но я тоже пишут так. Если я возьму коллаген и начну изучать его структуру, то найду две аминокислоты, которые не относятся к 20/21 стандартным: 4-гидроксипролин и 5-гидроксилизин.

Значит, что в состав белков входят 22 или 23 аминокислоты? Нет. Если постараться, то можно найти ещё 4 аминокислоты, которые встречаются в некоторых белках.

Почему же некоторые аминокислоты относят к стандартным, а другие нет? Тут нужно добавить новое понятие — протеиногенные аминокислоты. Это аминокислоты, которые кодируются генетическим кодом. Следовательно, они включаются в белок в ходе трансляции — его синтеза.

В коде мы найдём только 20 аминокислот.

Гидроксипролин, гидроксилизин, гамма-карбоксиглутамат и десмозин будут образованы за счёт модификации аминокислот. Модификация — это изменение аминокислоты после того, как белок синтезирован. Так что эти аминокислоты будут получены из протеиногенных: гидроксипролин из пролина, гидроксилизин из лизина и так далее.

Такая модификация придаёт аминокислотам дополнительные свойства, которые потребуются белку. Например, гидроксипролин и гидроксилизин входят в состав цепей коллагена — белка соединительной ткани. Гидроксильные группы из радикалов используются для образования водородных связей друг с другом, стабилизирующих структуру коллагена. Это придаёт ей достаточную жесткость и прочность.

Выше я не назвал две аминокислоты: селеноцистеин и пирролизин. Дело в том, что они включатся в состав белка в процессе его синтеза — во время трансляции. Но своих триплетов в генетическом коде не имеют. Пирролизин нас не интересует, потому что он встречается только у некоторых бактерий. Но вот селеноцистеин входит в состав белков нашего организма. Пример такого белка — глутатионпероксидаза.

Каким же образом селеноцистеин включается в белок, если у него нет триплета? Специальным способом — через стоп-кодон UGA. Но при одном условии — матричная РНК должна включать определенную последовательность. Она называется последовательность вставки селеноцистеина (SECIS). Эта штука входит не в любую матричную РНК, поэтому не каждый стоп-кодон UGA вызовет встраивание селеноцистеина.

Короче:

  • Селеноцистеин встраивается специальным способом;
  • У него нет четкого кодона, который вызывает его встраивание. Точнее этот кодон есть, но при обычных условиях он выполняет совсем другую функцию — останавливает синтез белка;
  • Для встраивания нужна особая матричная РНК — с последовательностью вставки селеноцистеина.

Из-за этого селеноцистеин не всегда относят к протеиногенным кислотам: где-то напишут про 20 аминокислот, а где-то про 21. Но это нечестно! Если автор добавляет селеноцистеин, то почему оставляет пирролизин без внимания? Справедливее будет написать про 22 протеиногенные аминокислоты.