полимеризации в котором обеспечивается ферментами, синтез белков (так же, как и нуклеиновых кислот) осуществляется с помощью матричного механизма. Нужная последовательность мономерных единиц в синтезируемом полимере реализуется в соответствии с генетическим кодом, и в природе можно обнаружить почти бесконечное число разных последовательностей. Ключевой реакцией в образовании белков является перенос активированных аминоацильных групп на молекулы тРНК [уравнение (11-2)], которые выполняют функцию переносчиков или «адапторов», как это детально изложено в гл. 15. Каждый фермент, активирующий аминокислоту (аминоацил-тРНК-синтетаза), должен правильно узнавать свою тРНК и присоединять к ней «правильную» аминокислоту. Затем тРНК переносит активированную аминокислоту к рибосоме и помещает ее в нужный момент в активный участок, после чего в результате реакции, носящей название трансацилирования, аминокислота присоединяется к растущей полипептидной цепи.

б. Полисахариды

Включение сахарного мономера в полисахарид требует обычно расщепления двух высокоэнергетических фосфатных связей АТР. Однако для процесса активации углеводов характерны некоторые специфические особенности [уравнение (11-24)]. Сначала сахар фосфорилирует-ся киназой [уравнение (11-24), стадия а], после чего от нуклеотидтри

фосфата (NuTP) с помощью второго фермента отщепляется пирофос-фат и образуется гликопиранозиловый эфир нуклеозиддифосфата, известный под названием сахародуклеотида [уравнение (11-24), стадия б]. Неорганический пирофосфат гидролизуется при помощи пиро-фосфатазы, тогда как сахаронуклеотид используется в качестве промежуточного донора активированной гликозильной группы при полимеризации [уравнение (11-24), стадия в]. На стадии полимеризации глико-зильная группа переносится с замещением нуклеозиддифосфата. Таким образом, суммарный процесс сначала включает расщепление АТР до ADP и Pi, затем расщепление нуклеозидтрифосфата до нуклеозиддифосфата плюс Pi. Нуклеозидтрифосфатом на стадии б [уравнение (11-24)] иногда является сам АТР. В этом случае суммарный результат состоит в расщеплении двух молекул АТР до ADP. Однако, как показано в гл. 12, перенос активированных гликозильных единиц может осуществляться самыми разными нуклеотидными «ручками».

Первым открытым сахаронуклеотидом была уридиндифосфатглюкоза (UDPG). Это соединение открыл Лелуар приблизительно в 1950 г. при исследовании процесса превращения галактозо-1-фосфата в глюкозо-1-фосфат [28]: это и другие взаимопревращения гексоз происходят на сахаронуклеотидном уровне. Однако в то время это еще не было известно. Исследования привели Лелуара к открытию UDP-глюкозы и

о

UDPG ОН ОН

UDP-галактозы, за что в 1970 г. ему была присуждена Нобелевская премия.

Что определяет характер включения сахарных единиц в полисахариды? Некоторые гомополисахариды, такие, как, например, целлюлоза и линейная форма крахмала (амилоза), содержат только один моноса-харидный компонент и только в одном типе связи. Для образования таких цепей один фермент может добавлять одну единицу активированного сахара ко второй со стороны растущего конца. В отличие от этого для сборки молекулы гликогена необходимы по крайней мере два фермента. Одним из них является синтетаза, катализирующая перенос активированных глюкозильных единиц от UDP-глюкозы к растущему концу полимера, а другим — трансгликозилаза, выполняющая функцию ветвящего фермента. После того как длина концов цепи достигнет приблизительно десяти единиц, ветвящий фермент атакует гликозидную связь в каком-нибудь месте цепи. Действуя аналогично гидролазе, он образует, по-видимому, промежуточное соединение, которое представляет собой гликозилфермент или стабилизированный карбоний-ион. В любом случае фермент не освобождает оторванный фрагмент цепи (как это имеет место в случае а-амилазы; гл. 7, разд. В,6), а переносит его к другому, близко расположенному активному участку молекулы гликогена. Здесь фермент снова присоединяет связанную с ним цепь к свободной 6-гидроксильной группе гликогена, создавая таким образом новую ветвь, присоединенную при помощи <х-1,6-связи.

Другие углеводные полимеры состоят из повторяющихся олигосаха-ридных единиц. Так, в гиалуроновой кислоте единицы глюкороновой кислоты чередуются с единицами Ы-ацетил-Б-глюкозамина. О-антигены оболочек бактериальных клеток (гл. 5, разд. Г,1) содержат повторяющиеся субъединицы приблизительно пяти различных Сахаров. В этих случаях характер полимеризации может быть установлен по специфичности индивидуальных ферментов. Фермент, способный присоединить активированную глюкозильную единицу к растущему полисахариду, может делать это только при условии, если необходимая структура достроена до этой точки (подробнее см, гл. 12, разд. В, 1).

в. Биосинтез нуклеиновых кислот

Активированные нуклеотиды представляют собой нуклеозид-5'-три-фосфаты. Для синтеза РНК необходимы активированные рибонуклеоти-ды АТР, GTP, UTP и СТР, а для синтеза ДНК — 2'-дезоксирибонуклео-тидтрифосфаты dATP, dTTP, dGTP, dCTP. В люб