F0F1-ATPаза (АТФаза): топология и сборка комплекса
Обратимся теперь к проблемам топологии комплекса F0F1-АТРазы и его сборки. Этот процесс хорошо изучен для комплекса F0F1-АТРазы Е. coli . Согласно этим данным и электронно-микроскопическим снимкам срезов из суббактериальных и субмитохондриальных частиц, предложена [ Кагава ea 1985 ] модель комплекса H+-АТРазы ( рис. 34 .), в которой отражено расположение субъединиц в F1. Локализация субъединиц F0, несущая протонный канал, в модели не рассматривалась. В таком виде модель схематически отражает и структуру F1-АТРазы митохондрий. F1 образует "головку" АТРазного комплекса, выходящего на поверхность митохондриальной мембраны со стороны матрикса. В "головку" входят субъединицы а, b и g F1. Субъединица g, по-видимому, локализована в центральной полости "головки" и составляет ее значительную часть [ Fujiama ea 1990 ]. В модели Г. Кагавы d- и g-субъединицы F1 образуют как бы "ножки" F1, опирающегося ими на мембрану. Головка соединена с мембранным сектором F0 "стеблем", в котором, как предполагается, расположен OSCP или субъединица 5 F0 . Размеры OSCP составляют 90А х ЗОА х ЗОА, что подходит к размерам "стебля" [ Duhuis ea 1985 ]. OSCP образует с F1 стабильный комплекс, связываясь преимущественно с а-субъединицей. OSCP вместе с Fb улучшают связывание F1 с F0 , Функционально OSCP занимает положение на границе между протонным каналом и F1 АТР-синтазы. Возможно, роль OSCP связана с изменением конформации в F1 в процессе синтеза АТР [ Engelbrecht ea 1990 , Gautheron ea 1985 ].
Процесс сборки F0F1-АТРазы из субъединиц в митохондриях еще недостаточно изучен. Исследование биогенеза у дрожжей, выращенных в присутствии циклогексимида , ингибитора цитоплазматического синтеза белков, или хлорамфеникола , ингибитора синтеза белков в митохондриях, показало, что синтез и включение в мембрану продуктов митохондриального синтеза и сборка F0 может происходить и в отсутствие цитоплазматического синтеза белков [ Tzagoloff ea 1982 ]. С другой стороны, субъединицы F1 способны собираться в комплекс в отсутствие синтеза F0, однако сборка целого комплекса в этих условиях не происходит. Синтез мембранного сектора F0 является критическим фактором для сборки целого комплекса F0F1-АТРазы [ Tzagoloff ea 1982 ].
Ключевым моментом сборки F0 является синтез субъединицы 9 - протеолипида. Без субъединицы 9 не происходит встраивание двух других продуктов митохондриального синтеза - субъединицы 6 и субъединицы 8 [ Linnane ea 1985 ].
У дрожжей обнаружены ядерные гены, продукты которых не входят в F0F1-АТРазный комплекс, но они необходимы для правильной сборки комплекса. К их числу относится ген АТР-10 , кодирующий белок с Mr=30 кДа. Мутации в этом гене вызывают нарушения в F0 АТРазы дрожжей [ Ackerman ea 1990 ]. Еще два ядерных гена, АТР-11 и ген АТР-12 кодируют белки, необходимые для правильного синтеза F1-АТРазы из субъединиц, импортированных в митохондрии. Мутанты с дефектом в этих генах обнаруживали нарушения в структуре [ Ackerman ea 1990 ].
Показано также, что один из "шаперонов" - hsp 60 , участвует в сборке AT Разного комплекса дрожжей [ Gray ea 1990 ]. Из приведенных данных видно, что как структура мембранного сектора АТРазы F0 , так и процесс сборки комплекса в митохондриях по мере изучения все усложняется.
