Свойства активирующих аминокислоты ферментов

(АРС-азы или аминоацил-т-РНК-синтетазы – рН5-ферменты)

Все перечисленные ферменты выделены из различных субклеточных структур. Их изолируют при низкой температуре из так называемой рН5-фракции надосадочной жидкости после центрифугирования. При подкислении надосадочной жидкости уксусной кислотой до рН 5,0–5,3 из неё выпадает осадок, содержащий смесь активных ферментов.

Эти ферменты являются исключительно лабильными и легко денатурируются с потерей активности. Аминоацил-тРНК-синтетазы (АРС-азы) являются абсолютно необходимыми для процесса биосинтеза белка. Они катализируют две последовательных реакции: активацию карбоксильной группы всех природных аминокислот и последующий перенос аминокислотного остатка на молекулу соответствующей тРНК, что приводит к образованию аминоацил-тРНК. Именно АРС-азы играют ключевую роль в реализации генетического кода, фактически переводя информацию, кодированную в последовательности нуклеотидов нуклеиновых кислот, на язык аминокислот (процесс трансляции). Точность перевода обеспечивается как высокой специфичностью узнавания тРНК, так и существованием специальных механизмов разрушения неправильно синтезированных аминоацил-тРНК.

Предполагают, что активирующие ферменты представляют собой протеиды, которые в качестве простетической группы содержат остатки витаминов или липидов. Активаторами для данных ферментов являются катионы Mg²⁺, Mn²⁺, Co²⁺. Специфической чертой всех активирующих ферментов является их общая способность узнавать АТФ, в то время как их второй и третий субстраты – аминокислоты и тРНК специфичны для каждого отдельного фермента. Хотя АРС-азы сходны по своей функции, они в то же время удивительно разнообразны по молекулярной массе и четвертичной структуре. Более того, часто АРС-азы одной специфичности, но выделенные из различных частей клетки, могут сильно отличаться друг от друга как структурно, так и функционально. Например, многие АРС-азы из микроорганизма E. coli (кишечной палочки) не способны аминоацилировать тРНК той же специфичности, но выделенные из дрожжевых клеток или клеток млекопитающих.