Состав протеина? | stalevar.com.ua — cпортивное питание
Состав протеина?
Протеины – это простые белки, которые относятся к сложным высокомолекулярным органическим веществам. Белки снабжают организм энергией. Их не заменят ни углеводы, ни жиры. В течение дня человек тратит много энергии, которую получает из пищевых продуктов. Во время непрерывного процесса обмена веществ происходит реакция расщепления белков и их потеря с потом и мочой. Людям с малой активностью достаточно около 1,5 грамма белка на килограмм веса в день, а спортсменам потребуется 2-3раза больше граммов, так что люди, ведущие активный образ жизни, занимающиеся спортом, нуждаются в дополнительных источниках энергии. Обычно килокалориями организм снабжается продуктами питания, но они не могут обеспечить необходимой комбинацией белков, углеводов и жиров. Эти дополнительные калории дают им специально разработанные пищевые добавки, то есть протеины. Протеин в переводе с английского языка означает белок.
Виды протеина и их состав
Протеин, созданный искусственным способом, не содержит в себе вредные химические вещества. Получают его по принципу создания смесей для детского питания, поэтому в нем нет угрозы здоровью спортсменов.
Бодибилдеры пользуются обычно 3 –мя видами протеина:
- сывороточным;
- казеиновым;
- соевым.
Первые два вида по составу относятся к животным белкам, а соевый протеин – представитель растительного белка. Они обладают эффективностью и удобством в применении.
Сывороточный белок
Сывороточный протеин давно стал популярным видом источником белка.
Он отличается способностью быстро активизироваться и вызвать усиление метаболизма в мышцах, помогает в поддержании чистой мышечной массы. Такой вид протеина выделяется из коровьего молока с применением особой технологии. В составе коровьего молока соотношение сыворотки и казеина бывает 80% к 20%. Технология перекрестной фильтрации дает возможность получения высококачественного продукта без жира и лактозы, с сохранением биоактивных пептидов.
На рынке спортивного питания выделяются два типа протеина из сыворотки:
- в виде концентрата;
- изолята.
Первый из них считается не самым чистым продуктом, так содержание белка в нем составляет от 40 до 80 %. При изготовлении его пользуются простой технологией. В процессе выделения из сыворотки белка лактоза и жиры в ней остаются. Изолят протеина является более чистым по составу порошком, содержание белка в нем доходит до 90%. В нем нет лактозы и жиров, которые мешают усвоению белка.
Состав протеина из сыворотки содержит много аминокислот с разветвленными цепями ВССА, протеин обогащен витаминами, микроэлементами железом и фосфором, калием и натрием, а также кальцием, важным для строения костей. А у людей, которые занимаются спортом и ведут активный образ жизни, потребность в витаминах и микроэлементах увеличивается.
Например, протеин Syntha-6 состоит из шести высококачественных белков:
- концентрата сывороточного протеина;
- изолята сывороточного протеина;
- казеината кальция;
- мицеллярного казеина;
- изолята молочного протеина;
- яичного альбумина.
Глютамин- аминокислота, с ее помощью мышцы набирают массу. Бромелаин и папаин в составе способствуют быстрому усвоению протеина для подпитки мышечной массы.
В составе Optimum Nutrition Opti-Men содержится 8 самых основных аминокислот , 8 видов экстрактов различных фруктов, 25 витаминов и минеральные вещества, в числе которых группа витаминов В, цинк, медь, селен, кальций, марганец, инк и другие.
Сывороточный вид протеин ценится спортсменами за качество, он идеальный вариант для компенсирования дефицита белков не только после тренировок, но и после них. Белки в его составе начинают действовать сразу после приема продукта и усваиваются быстро. С его помощью можно добиться длительности тренировок, быстрого сжигания жиров и наращивания мышечной массы.
Казеиновый протеин
Он остоит из:
Триптофана и валина, лейцина, изолейцина, лизина, метионина и аргинина, глицина и других аминокислот.
Все они помогают в снятии нервного напряжения и психической усталости после длительных физических тренировок. Есть в этом протеине глютамин для роста мышц, аланин для поддержки их тонуса.
Соевый протеин
Соевый протеин относится к растительным белкам, в нем мало аминокислот для поступления «строительных кирпичиков» в организм, поскольку содержание белков в нем около 50% в чистом виде.
Но исследованиями последних лет доказано, что в соевом протеине содержится более высокий процент (35%) важных для организма аминокислот, например, лизина и глютамина, а также аргинина, которые играют большую роль в выработке энергии в мышцах, в укреплении иммунитета. Лизин является компонентом соединительной ткани, помогает усвоению кальция. Эти аминокислоты облегчают последствия напряженных тренировок.
В сое аминокислоты метионина мало, но сейчас многие производители соевого протеина добавляют его в состав спортивного питания. Поэтому соевые пищевые добавки не отстают по качеству от молочных и яичных протеинов.
Опасные ингредиенты протеина
Перед выбором протеина надо внимательно изучить состав смеси, потому что производители добавляют разные вещества, которые могут нанести вред здоровью. Спортсмены знают, что, кроме белков, углеводы тоже нужны в процессе набора мышечной массы, которые выполняют энергетическую, транспортную и защитную функцию. Именно поэтому они присутствуют в составе многих пищевых добавок для спортсменов и не представляют опасность организму.
Для придания сладкого вкуса протеину некоторые производители добавляют небольшое количество сахара. В таких минимальных количествах сахар в протеине вреда не приносит. Но в дешевых БАДах содержится вредный для организма сахарозаменитель аспартам, с помощью которого производители хотят подсластить и замаскировать вкус добавки. Таурин добавляется с целью, чтобы спортсмен чувствовал прилив энергии. Но постоянная подпитка организма стимуляторами может привести к проблемам со сном. Нежелательно присутствие в составе протеина загустителей типа каррагенана и ксантановой камеди, добавляют их сделать продукт более густым.
Так же вы можете получить консултацию и приобрести нужную вам продукцию по номеру телфона:
МТС:
+38 (095) 874-48-84
Киевстар:
+38 (096) 834-48-84
Белки и протеины, 👍 какие лучше выбрать 💪 для спортивного питания
Выбор в твою пользу!
Правильное питание не менее важно для достижения результата, чем тренировки. Один из принципиальных вопросов программы питания — достаточное количество белка, строительного материала для ваших мышц.
Как сбалансировать свой рацион? Что выбрать в качестве источника белка? Стоит ли тратить деньги на протеиновые добавки? Пробуем разобраться, в чем преимущества и недостатки использования натуральных источников белка и спортивного протеина.
Состав
Натуральные источники. Кроме белка натуральные источики содержат целый ряд прочих веществ: это жир и — если речь идет о продуктах растительного происхождения — значительное количество углеводов. В любом случае — это дополнительные калории, которые часто становятся лишними. Кроме того, сочетание белка с жирами существенно замедляет процесс его переваривания.
Спортивное питание. Высококачественные протеиновые смеси содержат около 90 процентов белка, таким образом количество балластных веществ в них сведено к минимуму. Кроме того, смеси обогащаются необходимыми витаминами и минералами.
Калорийность
Натуральные источники. Чтобы набрать 30 г белка нужно съесть 150 г говядины, в них будет содержаться около 17 г жира. В сумме получаем 270 ккал (45% — белок, 55% — жир).
.jpg)
Современные технологии
Натуральные источники. Достижения фармакологии находят применение не только в спорте и медицине. Гормоны, пищевые добавки, синтетические витамины стали привычным рационом выращенных в неволе братьев наших меньших. Как вы думаете, смог бы пройти допинг-контроль тот мутант, которого вы купили под видом куриной грудки? Еще одна потенциальная опасность, связанная с использованием новых технологий в пищевой промышленности — трансгенное сырье. Около 90% соевых продуктов, к примеру, изготовлены из генетически модифицированной сои. На данный момент времени наука не располагает данными о последствиях долговременного применения человеком подобной пищи.
В результате получаем увеличение биологической ценности, высокую концентрацию пептидов и аминокислот, в том числе и аминокислот с разветвленной цепью.Подсчет
Натуральные источники. При использовании естественных источников дозировать белок можно только приблизительно — содержание протеина зависит от сорта и качества продуктов, условий хранения и приготовления пищи. Кроме того, много питательных веществ теряется при повторном замораживании-размораживании мяса или рыбы, длительных сроках хранения и кулинарной обработки.
Спортивное питание. На этикетке любого протеина находится подробная информация об источнике белка, способе получения и содержании питательных веществ и витаминов в данном продукте. Это позволяет точно дозировать протеин и подобрать именно тот продукт, который будет оптимально соответствовать вашим целям и характеру тренировок.
Биологическая ценность
Натуральные источники. В рейтинге биологической ценности белков верхние строчки занимают яичный и молочный, далее по нисходящей — белки мяса, рыбы, птицы, соевый и другие растительные.
Спортивное питание. Именно молоко, яйца и соя — основное сырье для производства протеиновых добавок. Значит, индекс биологической ценности — на высоте!
Переваривание
Натуральные источники. Переваривание белковой пищи — долгий и энергозатратный процесс, и чем больше белка вам нужно, тем больше нагрузки ложится на желудочно-кишечный тракт. На переваривание белка тратится до 30% калорий, в нем содержащихся и достаточно много времени — например, белок вареного яйца может только в желудке находиться до 12 часов. Один из способов снизить нагрузку на пищеварительный тракт и облегчить доступ протеолитических ферментов к белковым молекулам — тщательное пережевывание пищи и использование препаратов, содержащих пищеварительные ферменты (фестал, мезим и т.п.).
Спортивное питание. Жидкую пищу переваривать гораздо легче: поэтому большинство протеиновых добавок употребляется в виде коктейлей. Белок, особенно гидролизованный, быстрее переваривается и всасывается, создавая в крови необходимую для восстановления и роста мышц концентрацию аминокислот.
Однако при быстром поступлении аминокислот в кровь они также быстро усваиваются — высокая концентрация сохраняется недолго. Чтобы сгладить эти колебания и обеспечить полноценное восстановление мышц после тренировки, рекомендуют использовать смеси протеинов с различной скоростью всасывания и дробный прием протеина в течение суток.
Доступность
Натуральные источники. В наши дни прилавки продуктовых магазинов радуют изобилием, но не ценами. Новое веяние — экологически чистые продукты. Хочешь быть уверенным в качестве и безопасности — придется заплатить дороже!
Спортивное питание. Времена, когда достать спортивное питание было большой проблемой, остались в прошлом. Теперь вы можете купить добавки в специализированном магазине, заказать по почте или через интернет-магазин с доставкой на дом.
Хранение
Натуральные источники. Реальное содержание питательных веществ — белка, витаминов и т.д. — может существенно отличаться от данных теоретических таблиц калорийности.
Это зависит от технологии приготовления, условий хранения исходных продуктов и приготовленной пищи. Длительные сроки хранения, повторное замораживание-размораживание или многократное подогревание — снижают пищевую ценность. Старайтесь покупать свежие натуральные, а не замороженные продукты, не храните долго приготовленную пищу.
Спортивное питание. Хранить протеиновые смеси, как правило, гораздо проще, чем обычные продукты. Стандартные условия хранения — сухое, прохладное место. Любителям покупать протеин ведрами не стоит забывать, что открытую упаковку следует хранить не более 2 недель! Поэтому при покупке соразмеряйте количество протеина в упаковке и ваши аппетиты — вы должны успеть использовать весь продукт до истечения срока хранения!
Приготовление
Натуральные источники. Приготовление мяса или рыбы потребует времени и сноровки. Постарайтесь минимизировать содержание балластного жира: выбирайте нежирные сорта мяса, рыбы, птицы, срежьте видимый жир, удалите кожицу с птицы.
Спортивное питание. На приготовление протеинового коктейля тратиться минимум времени. Чтобы не ошибиться с растворителем, а им может быть вода, молоко, сок, стоит изучить рекомендации по применению.
Вкус
Натуральные источники. Конечно, свиная отбивная аппетитнее и вкуснее протеинового коктейля. Но если вы неделями сидите только на куриных грудках — стойкое отвращение к ним гарантировано! Ваш рацион должен быть максимально разнообразным и вкусным: используйте разные сорта мяса, птицы, рыбы, морепродуктов; пробуйте новые рецепты и сочетания, не забывайте о приправах и специях. Еда — не только топливо для мышц, но и удовольствие!
Спортивное питание. Производители спортивного питания в борьбе за клиента стремятся к разнообразию: один продукт может иметь более 10 различных вкусов. Если ни один из них вас не радует или вы стараетесь держаться подальше от красителей и ароматизаторов, идентичных натуральным, выбирайте протеин с нейтральным вкусом.
Удобство
Натуральные источники.
Если вы тренируетесь серьезно, количество приемов пищи не должно быть менее 4-5 в сутки. Качество питания в предприятиях общепита оставляет желать лучшего и чаще соответствует принципу «быстро и дешево», чем «вкусно и полезно». Можно, конечно, брать еду с собой на работу, но ее необходимо где-то хранить и разогревать. Высокий темп современной жизни диктует нам свои условия — питаться регулярно и качественно редко кому удается.
Спортивное питание. Спортивное питание — простой и удобный выход в ситуации, когда не хватает времени на приготовление пищи или нет условий для ее хранения. Возьмите с собой на работу или в тренажерный зал термос с протеиновым коктейлем или несколько протеиновых батончиков — и проблема белковой подпитки мышц решена.
Питание вне дома
Натуральные источники. Если вы едите вне дома, выбирайте мясо или рыбу, приготовленные на гриле или запеченные без масла. Избегайте полуфабрикатов, блюд, приготовленных во фритюре, кляре, сухарях, жаренных на масле.
Спортивное питание. Протеиновые батончики — простой и удобный способ избежать дефицита белка на фоне дефицита времени и заведений, где можно поесть быстро и правильно.
Потенциальная опасность
Натуральные источники. Загрязнение окружающей среды оказывает пагубное влияние на качество нашей пищи. Например, тунец может накапливать находящуюся в загрязненной морской воде метиловую ртуть, а пестициды, содержащиеся в растительной пище, концентрируются в коровьем молоке. Накапливаясь по пищевым цепочкам, вредные вещества — пестициды, соли тяжелых металлов, радионуклиды, канцерогены — попадают на наш стол в виде мяса, рыбы, молочных продуктов и могут оседать в нашем организме.
Спортивное питание. Не секрет, что на рынке лекарств и пищевых добавок — огромное количество подделок (по некоторым оценкам — более 50%). Гарантией качества не может быть ни известное имя производителя, ни качественная этикетка на банке. Чтобы не стать жертвой обмана, покупайте спортивное питание только в проверенных местах, непосредственно у производителей или фирм — официальных дистрибьюторов.
Цена
Цена 30-грамовой порции белка из натуральных источников и протеиновых смесей практически одинакова. Более того, часто покупка спортивного питания оказывается экономически более выгодной. С появлением на рынке отечественных производителей спортивного питания, соответствующего мировым стандартам качества, по цене существенно ниже импортных аналогов, протеиновые добавки стали доступны всем.
Выбирайте нежирные сорта мяса, рыбы, птицы. В процессе приготовления срежьте видимый жир, удалите кожицу с птицы.
Стоит ограничить потребление яичных желтков — именно в них содержится жир!
Сыры содержат от 40 до 60% жира в сухом веществе — это скорее источник жира, а не белка!
Обезжиренные кисломолочные продукты — оптимальный выбор: много белка и ферментов, мало жира и молочного сахара (лактозы).
Выбор спортивного питания — непростая задача! Необходимо учитывать режим питания и тренировок, ваши цели и вкусовые пристрастия.
Какой сывороточный протеин лучше?
Желая быть здоровыми и физически развитыми, большинство людей включают в свой распорядок не только занятия спортом, но и пересматривают собственные привычки питания.
Обычная пища не всегда может обеспечить организм человека, начавшего активно тренироваться, необходимым количеством питательных и ценных веществ. Покрыть дефицит позволяет прием различных добавок, среди которых наиболее востребован сывороточный протеин.
Человеку, который еще никогда регулярно не занимался спортом, довольно сложно ориентироваться в разнообразии специального питания, сделать выбор в пользу определенного продукта. Не каждому бывает понятно и то, зачем употреблять подобные добавки, что они представляют собой, какую пользу приносят. Чтобы разобраться в этом вопросе, необходимо изучить состав и действие данного спортивного питания на организм того, кто занимается как в тренажерном зале, так и в домашних условиях.
Что такое сывороточный протеин?
Это спортивное питание, в состав которого входит белок. Его извлекают из сыворотки методом фильтрации, а затем высушивают. Этот нутриент имеет в своем составе специальные аминокислоты. Они, попадая в пищеварительную систему, способствуют восстановлению разнообразных тканей..jpg)
Всего существует двенадцать аминокислот. Они делятся на заменимые и незаменимые. Первые синтезируются в организме, а вторые могут поступать исключительно извне, то есть с пищей. Белок, в котором заключены все восемь незаменимых аминокислот, является полноценным. В сывороточном протеине содержится именно он. Полноценный белок входит в состав рыбы, мяса, яиц, молочной продукции.
Высокий спрос и популярность сывороточного протеина обусловлены безопасностью и полезностью добавки. Эта разновидность спортивного питания прекрасно подходит для тех, кто задался целью набрать массу.
Преимущества добавки заключаются в следующем:
— входящие в состав аминокислоты, представляют собой строительный материал для поддержания и увеличения мышечной массы;
— стимулирует выработку инсулина, проявляющего отличное анаболическое действие;
— снижает синтез кортизола, адреналина и других гормонов, обладающих разрушительным действием на мышечные ткани;
— обеспечивает необходимый заряд энергии при тренировках.
Благодаря этим четырем важнейшим свойствам, сывороточный протеин употребляют многие люди, которые включают спорт в свое ежедневное расписание.
Польза и вред сывороточного протеина
Ценность сывороточного белка не ограничивается исключительно пользой для достижения определенных спортивных целей. Безусловно, добавку чаще всего принимают для набора мышечной массы либо для похудения, но она оказывает и другое положительное воздействие. Регулярное употребление сывороточного протеина укрепляет защитные функции организма, повышает концентрацию глутатиона — одного из важнейших для организма антиоксидантов.
У людей, активно занимающихся на тренажерах, добавка делает мышцы более мощными. Прием сывороточного протеина по завершении каждой тренировки помогает мышечным волокнам и тканям быстрее восстанавливаться. Кроме того, полноценные белки снижают и нейтральный жир, и «плохой» холестерин. Главное, соблюдать меру.
Бесконтрольный и неправильный прием белка способен негативно отражаться на состояние сердечно-сосудистой системы.
Людям с нарушениями в работе почек не рекомендуется увлекаться данной добавкой. Белковые соединения расщепляются под воздействием энзимов.
Чем больше протеина поступает в пищеварительную систему, тем больше ферментов требуется. Если энзимы присутствуют в недостаточном количестве, высока вероятность развития метеоризма и болей. Это объясняет тот факт, что данные ферменты присутствуют в составе качественных сывороточных протеинов.
Не следует начинать принимать спортивное питание без предварительной консультации со специалистом. Это касается абсолютно любых добавок, в том числе и сывороточного протеина.
Выбор протеина
На сегодняшний день сывороточный протеин выпускают многие компании. Они отличаются и стоимостью, и составом. У каждой разновидности есть свои характерные свойства. Они обязательно должны учитываться. Поэтому, решая ввести ту или иную добавку в рацион, следует сначала ознакомиться подробнее с особенностями продукта. Выбирая протеин, обязательно учитывают то, если в нем лактоза, ароматизаторы, подсластители, жиры, какое количество белка он содержит.
Сывороточный протеин делится на четыре разновидности. Классификация зависит от обработки и фильтрации белка. Следовательно, его процентное содержание обусловлено видом добавки:
1) Концентрат. Содержит меньше всего белка, который в среднем составляет порядка 55-89%. Остальной состав представлен разными полезными пептидами, жирами, лактозой. Его стоимость, как правило, ниже, нежели на другие разновидности.
2) Изолят. Содержит порядка 90% белка. Концентрация лактозы и жиров минимальна. Отличается добавка высоким содержанием полезных веществ. Стоимость этого спортивного питания гораздо выше, нежели концентрата.
3) Гидролизат. Практически полностью состоит из протеина (99%), что является неоспоримым преимуществом и делает добавку дорогостоящей. У него лишь один недостаток — не совсем приятный вкус.
4) Сывороточный многокомпонентный протеин. Получают путем смешивания концентрата с изолятом. Точное процентное соотношение зависит от производителя. Наряду с белком, содержит витамины и микроэлементы.
Нередко у человека, начинающего употреблять сывороточный протеин, возникают проблемы с пищеварительной системой. Подобная реакция основана на особенностях организма. Связана с тем, что в составе добавки присутствует лактоза. Ее переработка требует лактазы — особого фермента, выработка которого в организме прекращается в возрасте от 15 и до 20 лет.
Таким образом, разводя смесь молоком, получают высококонцентрированную порцию лактозы. И если, выпивая стакан молока, у человека обычно нет никаких проблем с пищеварением, то совместно с полноценным белком они могут возникнуть. Поэтому, приобретая добавку, нужно всегда обращать внимание на содержание лактозы. Она полностью отсутствует в изоляте. Это и объясняет более лучшее усвоение этой добавки. Хорошо переносится сочетание концентрата с изолятом. Исключения бывают, но довольно редко.
Биологически активные вещества в большом количестве присутствуют в концентрате, а малом — в изоляте. Они полностью отсутствуют в гидролизате. Кроме белка, протеиновые смеси содержат минеральные вещества, иммуноглобулин, а также витамины.
Как правильно принимать сывороточный протеин
Нужное количество смеси разводят либо в нежирном молоке, либо в воде. Все тщательно перемешивают шейкером. Нельзя использовать горячую воду. Она приводит к тому, что белок просто сворачивается. Схема приема добавки полностью обусловлена целью, которую ставит перед собой человек:
Для набора мышечной массы
Чтобы прибавлять объемы, на каждый килограмм собственного веса в сутки нужно потреблять не менее двух граммов белка. Подобное количество протеина довольно сложно получить из простых продуктов, поэтому и принимают добавку.
Употреблять протеин лучше всего за полчаса до занятий. Этого времени достаточно для его полноценного усвоения. Однозначного мнения о приеме добавки после тренировки нет. Однако, учитывая то, что нагрузки не позволяют пищеварительной системе работать на сто процентов, следует понимать, что сразу усвоить полноценный белок организм просто не в состоянии.
Изолят можно пить через 30-60 минут после завершения занятий. Непосредственно по окончании тренировки позволительно принимать лишь гидролизат.
Для похудения
К сывороточному протеину необходимо относиться как к пищевой добавке, а не средству для потери веса. Принимать это спортивное питание с целью похудения следует в качестве замены главному приему пищи. Лучше всего выпивать протеиновый коктейль вместо ужина либо до еды, но значительно уменьшая последующую порцию пищи.
От концентрата следует отказаться и тем, кто желает похудеть, и в период сушки. Он содержит углеводы и жиры. Гидролизат усваивается слишком быстро, вызывая всплеск инсулина, что пробуждает аппетит. Идеальным выбором станет изолят.
Нежелательно пить добавку в качестве дополнения к основному рациону, поскольку это приведет к увеличению веса из-за:
— усиления выработки инсулина, способного превращать глюкозу в жир;
— калорийности, которая даже в одной порции протеинового коктейля довольно высока;
— снижения выработки гормонов, помогающих расщеплять жировые отложения.
Переходить исключительно на сывороточный протеин, заменяя добавкой полноценную пищу, тоже нельзя. Это вредно для здоровья.
Людям, набирающим массу либо худеющим, не следует принимать свыше 30 граммов белка за раз. Такое количество просто не усваивается. Пить коктейль следует три-пять раз в сутки. Первый прием обязательно должен приходиться на время после пробуждения, что позволяет получить силу, энергию, защитить мышцы от катаболизма.
Сывороточный протеин — не единственный источник полноценного белка. Его количество в мясном белке доходит до 18%. Полностью переходить на такую пищу нельзя, поскольку практически третья часть приходится на жиры. Попытка получить белок исключительно из одного продукта не принесет пользы. Питаться нужно сбалансировано. В пищу рекомендуется потреблять не только мясо, но и крупы, а также яйца (в одном заключено 10 граммов белка). Протеиновые коктейли принимают с целью восполнить дефицит белка.
Сколько стоит сывороточный протеин?
Цена обусловлена степенью очистки, качеством вкуса, брендом. Не всегда стоимость соответствует качеству, поскольку порой приходится переплачивать за известное имя производителя. Ассортимент вкуса тоже играет весомую роль. В среднем килограммовая упаковка обойдется в пределах 24-26 долларов. Если стоимость слишком низкая, то вероятность того, что и качество соответствует цене велика.
Рейтинг лучших сывороточных протеинов
Проще всего не допустить ошибки, приобретая белковую пищевую добавку, если ориентироваться по рейтингу лучших:
— 100% Whey Gold Standart. В этом протеине от компании Optimum содержатся особые пептиды, полученные из молочной сыворотки, ускоряющие действие белка. Благодаря этому, добавка не только прекрасно размешивается в коктейль, но и легко усваивается.
— Zero Carb. Выпускаемый VPX Sports, он практически не содержит углеводов с жирами, быстро перерабатывается, предлагается с самым разным вкусом, но имеет высокую стоимость.
— Syntha-6. Многокомпонентная смесь от BSN, имеющая приятный вкус, не вызывающая никаких побочных эффектов, не образующая осадков.
— Elite Whey Protein. Компания Dymataze предлагает сывороточный протеин не только с привычными, но и экзотическими вкусами. В состав добавки входят энзимы, а для приготовления коктейля не требуется даже шейкер.
— 100% Prostar Whey Protein. Легко размешивается. Богат аминокислотами. Обладает приятным вкусом.
Важно учитывать не только полезные качества и ценность сывороточного протеина, но и то, какой вред он способен принести, если злоупотреблять приемом добавки, выбирать некачественный продукт. Полностью изучив правила приема, в зависимости от целей, занимаясь спортом и для похудения, и для набора массы, важно соблюдать все рекомендации, и полноценный белок обязательно будет работать в том направлении, в котором нужно человеку.
Комплексный протеин: состав, особенности и применение
Комплексный протеин: состав, особенности и применение| |
Автор: Остапец Елена — специалист магазина спортивного питания nutrifit.ru.
Дата: 2015-12-16
Суть комплексного (многокомпонентного) протеина лежит в самом названии. Это протеин, который включает в себя несколько видов белка, в различном процентном соотношении. Остановимся подробнее на его особенностях.
Состав
1. Прежде всего, в составе комплексного протеина находится несколько видов протеина и все они отличаются определенной биологической ценностью. В первую очередь в составе многокомпонентного протеина находится казеин. Его еще называют медленным или ночным протеином за особенность крайне неспешно усваиваться. При этом он является долгосрочным источником белка, который насыщает организм полезными веществами в течение 4-6 часов. Казеин отличается богатым аминокислотным составом, в том числе ВСАА.
2. Еще один важный компонент в составе многокомпонентного протеина – сывороточный белок. В отличие от предыдущего, он очень быстро усваивается и существенно снижает катаболизм мышц. Известно, что такой протеин отличается богатым содержанием аминокислот (18 видов). Кроме того, он считается лидером по содержанию ВСАА.
3. Помимо прочего в комплексном протеине находится яичный протеин, который также отличается высокой биологической ценностью. Протеин прекрасно дополняет комплекс и характеризуется наличием таких важных аминокислот как лейцин и изолейцин. В сочетании с сывороточным яичный протеин помогает моментально насытить организм важными веществами после физической нагрузки и одновременно позволяет в течение длительного времени сохранять скопление аминокислот.
4. В тоже время в препаратах можно встретить соевый белок, которому зачастую приписывается множество отрицательных отзывов. Вместе с тем, соевый белок по количеству ВСАА и глютамина превосходит яичный, что особенно выделяет его среди всех остальных протеинов.
5. Гидролизат – также частый гость многокомпонентного протеина. В отличие от всех других видов он отличается максимально высокой скоростью усвоения, более мелкими пептидами и аминокислотами. Благодаря моментальной загрузке, он позволяет насытить мышцы важнейшими питательными веществами крайне быстро.
Отсюда следует, что многокомпонентный протеин, в силу своего многообразия, богат различными аминокислотными профилями, с другой – сочетает в себе как быстрый, так и медленный протеин, который способствует росту мышечной массы, как в течение дня, так и в ночное время суток. Отсюда можно сделать вывод, что и время приема этих белков должно быть разным. Однако это не совсем так. Их вполне можно употреблять одновременно. По сути, вы получите двойную силу: сначала от работы быстрого, а затем спустя несколько часов от работы медленного протеина. В результате ваши мышцы получают питание в течение длительного времени (до 8 часов!).
С другой стороны, покупая многокомпонентный белок, вам не нужно покупать несколько видов протеинов. Ведь все, что нужно, находится в одном продукте. Следовательно, можно существенно сэкономить на покупке. Кроме того, вам не нужно брать с собой несколько баночек различной формы, опять же, все нужные компоненты представлены в одном универсальном продукте.
Правила приема
Если вы остановили свой выбор на комплексном протеине, то вам нужно знать, в какое время его лучше всего употреблять. Достаточно воспользоваться простыми правилами:
1. Если вы хотите набрать мышечную массу, то употребляйте комплексный протеин часа за 2 до физических нагрузок по 30-40 грамм и второй раз выпейте коктейль, перед тем как пойти спать. Для того чтобы как следует запастись аминокислотами следует выпить порцию комплексного протеина сразу после физических занятий.
2. Если вы хотите похудеть, то придерживайтесь похожей схемы. Единственное отличие в порции, которая должна быть чуть меньше – 15-20 граммов будет вполне достаточно.
3. Таким образом, в тренировочные дни универсальный протеин следует принимать в утренние часы, до и после тренировок. А для питания мышц еще и в течение ночи, есть смысл употребить такой протеин и на ночь. Комплексный протеин стоит употреблять и в дни отдыха. Самое лучшее время – утро и вечер.
Оптимальные варианты многокомпонентного протеина по цене и качеству:
Напоследок отметим, что универсальный протеин является отличным вариантом для тех, кто хочет набрать массу, сбросить лишний вес или создать рельеф. Не забывайте при этом про нормальное ежедневное питание и не пропускайте тренировки, тогда вы быстрее и лучше достигнете положительных результатов.
ПОХОЖИЕ СТАТЬИ
- Сравнение видов протеина по аминокислотному составу
- Как правильно принимать протеин
- ТОП 10 лучших протеинов по соотношению цена / качество
- Как похудеть с помощью протеина
- Обзор видов протеина
Белки (протеины) | Кинезиолог
Здесь даны общие представления о белках. Подробнее о строении белков можно узнать на страничке Строение белков
Определение понятия
Белки (протеины, полипептиды) — это высокомолекулярные органические гетерополимеры (нерегулярные биополимеры), состоящие из цепочки остатков L-альфа-аминокислот, последовательно соединённых друг с другом пептидными связями.
Названию «белки», принятому в отечественной литературе, соответствует международный термин «протеины» (от греч. proteios — первый).
В живых организмах состав и последовательность аминокислотнах остатков в белках определяются генетическим кодом ДНК. При биосинтезе белков в большинстве случаев используется 20+1=21 стандартных аминокислот, которые называют «белковыми аминокислотами».
Оказывается, недостаточно просто синтезировать белок на рибосоме, его нужно ещё и дополнительно сформировать в определённую структуру и модифицировать, чтобы он начал эффективно выполнять свои функции. Самой распространенной посттрансляционной модификацией свежесозданного белка является гликозилирование — «украшение» белков сахарными (углеводными) полимерами. Эти полимерные углеводные ниточки, прицепившиеся к белковым молекулам, называются гликаны. Около 50% всех белков нашего организма, оказывается, гликозилированы. Получившиеся сложные молекулы называются протеогликаны, если гликаны составляют большую часть общей массы в модифицированном белке, или гликопротеиды, если их доля будет меньше, чем собственно белка. Вообще, ни один живой организм не обходится без структурных гликанов, связанных с белками. Даже условно живые вирусы обязательно гликозилированы, не говоря уже о бактериях.
Вообще-то известно уже примерно 250 способов модификации (видоизменения) белков помимо гликозилирования. Среди них, например, фосфорилирование, метилирование, сульфирование. Такие модифицированные белки могут сильно отличаться по своим свойствам от первоначального белка, синтезированного на рибосоме.
Классификация
Белки подразделяются на две группы:
1. Протеины (простые белки) — состоят только из аминокислот и при гидролизе практически не образуют других продуктов.
2. Протеиды (сложные белки) — состоят из собственно белковой части, построенной из α-аминокислот, и из соединенной с ней небелковой части, иначе называемой простетической группой. При гидролизе протеиды кроме α-аминокислот образуют и другие вещества, например, фосфорную кислоту, глюкозу, гетероциклические соединения и т. д.
1. Протеины
1) Альбумины. Растворимы в воде, при нагревании свертываются. Осаждаются насыщенными растворами солей (не осаждаются насыщенным раствором хлорида натрия NaCl, но могут быть осаждены при насыщении раствора сульфатом аммония). Имеют сравнительно небольшую молекулярную массу. При гидролизе дают мало гликоколя. Входят в состав белка яйца, сыворотки крови, молока, а также ферментов и семян растений.
2) Глобулины. Нерастворимы в воде. Растворяются в разбавленных растворах солей и осаждаются концентрированными растворами солей. Свертываются при нагревании. Имеют большую молекулярную массу, чем альбумины. Входят в состав мышечных волокон (миозин), яйца, молока, крови, растительных семян (конопля, горох).
3) Проламины. Нерастворимы в воде. Растворяются в 60—80%-ном спирте. Не свертываются при кипячении. Содержат много пролина. Входят в состав растительных белков (глиадин пшеницы, гордеин ячменя, зеин кукурузы).
4) Протамины. Сильные основания. Хорошо растворимы в воде, в разбавленных кислотах и щелочах. Не свёртываются при нагревании. Не содержат серы. Имеют простой аминокислотный состав (состоят преимущественно из диаминокислот) и низкую молекулярную массу. Входят в состав спермы и икры рыб, а также в состав сложных белков – нуклеопротеидов.
5) Гистоны. Менее сильные основания. Содержат значительное количество диаминокислот со свободными аминогруппами. Растворимы в воде и в разбавленных кислотах, но нерастворимы в разбавленных щелочах. Обычно образуют собственно белковые части сложных белков. В качестве примера можно назвать глобин – белок, входящий в состав сложного белка крови – гемоглобина. Гистоны являются белковой основой хромосом.
6) Склеропротеины. Прочные и стойкие. Нерастворимы в воде, растворах солей, кислот и щелочей (они растворяются лишь при длительной обработке концентрированными кислотами и щелочами, причем с расщеплением молекул). Устойчивы к гидролизу. Характерно высокое содержание серы. У животных выполняют опорные и покровные функции; в растениях не встречаются. Представители: коллаген – белковое вещество костей, кожи, хрящей, соединительных тканей; эластин – белок стенок кровеносных сосудов, сухожилий; кератин — белок шерсти, волос, рогового вещества, ногтей, эпидермиса кожи; фиброин – белок шелка.
2. Протеиды
1) Нуклеопротеиды. Гидролизуются на простой белок (чаще всего гистоны или протамины) и нуклеиновые кислоты. Последние в свою очередь гидролизуются с образованием углевода, фосфорной кислоты, гетероциклического азотистого основания. Растворимы в щелочах и нерастворимы в кислотах. Входят в состав протоплазмы, клеточных ядер, вирусов.
2) Фосфопротеиды. Гидролизуются на простой белок и фосфорную кислоту. Являются слабыми кислотами. Свертываются не при нагревании, а от действия кислот. К ним относятся казеин коровьего молока и вителлин – белок, входящий в состав яичного желтка.
3) Гликопротеиды. Гидролизуются на простой белок и углевод. Нерастворимы в воде. Растворяются в разбавленных щелочах. Нейтральны. Не свертываются при нагревании. Входят в состав слизей. Представитель: муцин, входящий в состав слюны.
4) Хромопротеиды. Распадаются при гидролизе на простой белок и красящее вещество. Пример: гемоглобин крови; при гидролизе он расщепляется, образуя белок глобин и красящее вещество гем красного цвета.
5) Липопротеиды. Это соединения белка с липидами. Содержатся в цитоплазме клеток, в сыворотке крови, в яичном желтке.
Белки классифицируются также по форме их молекул:
1) Фибриллярные (волокнистые) белки, молекулы которых имеют нитевидную форму; к ним относят фиброин шелка, кератин шерсти.
2) Глобулярные белки, молекулы которых имеют округлую форму; к ним относятся, например, альбумины, глобулины и ряд других, в том числе и сложные белки.
Видеоресурсы:
www.youtube.com/watch?v=gjW_XE0nPgI&feature=related Строение и структура белка, лекция.
Видео: О белках доступно
Протеин Bombbar 900 гр. — Отзывы, состав, применение, цена от 1000 р
Whey Protein от отечественного бренда Bombbar представляет собой высококачественный концентрат сывороточного белка. Для его получения используется обычная молочная сыворотка, которая образуется при производстве сыров. Далее она пропускается через высокотехнологичные установки, в процессе которых белок «очищается» от углеводов и жира. При этом, обработка белка происходит при низких температурах, что позволяет сохранить его природную структуру и высокий уровень биологической ценности. Ну а привычный вид порошка белок приобретает после сушки.
К достоинству Whey Protein относится то, что для придания вкуса не используются искусственные ароматизаторы, а применяются 100% какао и 100% фрукты. Приятный вкус и насыщенный аромат достигаются за счет натуральных фруктов и ягод. По этой причине, Whey Protein от Bombbar не имеет химического привкуса.
Важным плюсом протеина является то, что состав дополнен витамином C и пищевыми волокнами (клетчаткой). Следует заметить, Bombbar Whey Protein 900г производится:
- Без добавленных сахаров;
- Без глютена;
Whey Protein от Bombbar является на 100% натуральной продукцией! Сывороточный белок богат незаменимыми аминокислотами, которые содействует мышечному росту и восстановлению
Частые вопросы про Whey:
Вопрос: Что такое Whey?
Ответ: Это сывороточный протеин, изготавливаемый из сырной сыворотки. Научно доказана его бесспорная польза как в спортивной, так и повседневной жизни.
Вопрос: Для чего он нужен?
Ответ: Рост мышц, быстрое восстановление, рекомпозиция тела, укрепление здровья и иммунитета, а так же позволяет восполнить недостаток белка в рационе.
Вопрос: Изолят или концентрат?
Ответ: Изолят — золотой стандарт белка. У него высочайшая степень очистки, он на 90% состоит из протеина и уваивается почти мгновенно. Концентрат — имеет 70-80% процентов очистки, содержит немного молочных жиров и углеводов, усваивается медленнее, но и стоит значительно дешевле.
Вопрос: Гейнер или протеин?
Ответ: В состав гейнеров зачастую входит протеин, так что особой разницы нет. Но для набора сухой мышечной массы разумеется лучше брать чистый Whey.
Вопрос: Вреден ли для здоровья почек?
Ответ: В ходе последних научных исследований была выявлена абсолютная безопасность сывороточного и других видов протеина как для почек, так и для здоровья в целом.
Вопрос: Когда принимать сывороточный протеин?
Ответ: Утром натощак, в течение часа после занятий и на ночь перед сном, таким образом вы достигнете максимального роста мышечных волокон.
Вопрос: Сколько необходимо белка в день?
Ответ: Сегодня известно, что нормальное количество употребляемого белка в день это 1-2 гр на килограмм веса тела.
Вопрос: Могут ли люди, страдающие непереносимостью лактозы принимать сывороточный протеин?
Ответ: Можно рассмотреть для себя вариант с изолятом сыворотоного белка, так как в нем почти не содержитс лактозы — молочного углевода.
Вопрос: Необходимо ли делать перерыв в приеме?
Ответ: Нет, это добавка для ежедневного употребления.
Вопрос: Чем дополнить прием протеиновых коктейлей?
Ответ: Самые распространенные варианты это добавить креатин и глютамин в коктейль, для улучшения синтеза белковых структур.
Игорь Брюхов: как выбрать качественный протеин?
Отвечает Игорь Брюхов
Абсолютный чемпион Урала и Сибири, чемпион России 2017-18 гг., абсолютный чемпион России по юниорам 2017-18 гг в категории бодибилдинг.
Многие новички всегда в замешательстве перед выбором протеина. И не удивительно – в интерне встречаются всевозможные изоляты, концентраты, гидролизаты, казеин, комплексные, соевые и мультикомпонентные протеины. Количество видов протеина затрудняет выбор начинающего пользователя. Еще и куча брендов, которые пишут то одни рекомендации, то другие, то одни компоненты в составе, то другие. Как же удачно сделать выбор? И нужен ли протеин вообще? Попробую рассказать.
Главное, на что стоит обратить внимание при выборе протеина – его тип, количество белка в продукте в процентном соотношении, а также количество углеводов и жиров в добавке. Ведь они свидетельствуют о степени очистки продукта. Еще нужно обратить внимание на наличие загустителей, красителей и подсластителей. Чем их меньше в составе – тем лучше. Стоит остановить свой выбор на продукте, соответствующий вашим целям, ритму жизни и вкусовым ощущениям.
Я лично покажу на примере протеина, который выбрал сам. Это BIG WHEY. В линейке 6 разных вкусов, в последний раз я выбрал печенье. Вкус понравился. Расскажу про состав и на что важно обратить внимание при выборе продукта.
Состав протеина BIG – концентрат и изолят сывороточного белка. Это основа. Можно, чтобы в составе был один компонент. В таком случае изолят будет стоить чуть подороже. Что допустимо? Подсластитель. Например, в данном продукте в его роли выступают сукралоза и вкусо-ароматическая добавка.
Как видим, данный бренд не использует никаких удешевляющих ингредиентов, красителей, загустителей и прочих ненужных веществ. В этом продукте используется сырье INSTANT, что, безусловно, является большим плюсом. Коктейль лишен комков и пены, пьется отлично. Это основа, а остальное – вкусовые предпочтения. Кому-то нравится шоколад, кто-то выбирает протеин со вкусом печенья
Какой протеин не стоит брать:
1. Если не указан полный аминокислотный состав (по всем аминокислотам). Это означает, что могут использоваться дешевые ингредиенты.
2. Лейцин указан, но его меньше, чем 2,7 г на порцию в 25 г белка. Качественный протеин содержит примерно 11% лейцина (отсюда и соотношение – 2,7 г в 25 г). Вставляем фото аминокислотного профиля с этикетки биг вей. Примерно 25% от белков должны быть всеми любимые ВСАА (лейцин, изолейцин и валин). Хитрый производитель любит писать на банке большими буквами, что именно в этом протеине добавлены ВСАА. Но они там в любом случае должны быть!
3. Большое количество углеводов на 100 г. Концентрат в среднем содержит около 10 грамм углеводов. Если больше, то это говорит о крайне дешевом сырье или манипуляциях производителя. Такой продукт брать нельзя!
Протеин марки BIG расписали на этикетке все эти моменты и за это им 5-ка.
Состав и структура белка
— Biology LibreTexts
- Последнее обновление
- Сохранить как PDF
- Вторичная структура полипептидной цепи
- График Рамачандрана
- α-Спирали
- α-спираль
- β-ПЛИТИРОВАННЫЕ ЛИСТЫ
- α-ПЛИТИРОВАННЫЕ ЛИСТЫ
- кодирует третичную структуру
- 10 Четвертичная структура цепочка одномерных аминокислот, которые переводятся в трехмерные белки.Белки имеют первичную, вторичную и третичную структуры. Первичная структура состоит из аминокислот, которые связаны пептидными связями и образуют линейные цепи полипептидов. Вторичная структура состоит из полипептидных цепей, которые складываются в трехмерные структуры. Третичные структуры — это водорастворимые белки, которые конденсируются в уплотненные структуры.
Белковые структуры
• Первичная структура (линейный полимер аминокислот)
(удерживается вместе пептидными связями)
• Вторичная структура (стандартные трехмерные модели)
(a-спираль, ß-лист, удерживается вместе с Н-связями между атомами основной цепи)
• Третичная структура (детальная трехмерная конформация)
(связи между атомами боковых цепей)
• Четвертичная структура (комбинированные полимерные цепи)
Вторичная структура полипептидной цепи
Вторичная структура относится к форме сворачивающегося белка, обусловленной исключительно водородными связями между его амидом основной цепи и карбонильными группами.Вторичная структура не включает связывание между R-группами аминокислот, гидрофобные взаимодействия или другие взаимодействия, связанные с третичной структурой.
Две наиболее часто встречающиеся вторичные структуры полипептидной цепи — это альфа-спирали и бета-складчатые листы. Эти структуры являются первыми основными этапами сворачивания полипептидной цепи, и они устанавливают важные топологические мотивы, которые определяют последующую третичную структуру и конечную функцию белка.
Пептидные связи влияют на вторичную структуру
Напомним, что плоская амидная связь ограничивает плоскости изгиба цепи: вращения вокруг связей CO-N нет, но плоскости вращаются вокруг связей
α-CN (Φ) и α-CC = O связей (Ψ)
График Рамачандрана
Показывает группировку φψ и связывает их со структурами в реальных белках. Часто встречаются повторяющиеся структуры (α-спирали, β-листы)
http://commons.wikimedia.org/wiki/Fi …neral_100K.jpg
α-Спирали
Альфа-спираль представляет собой правосторонний клубок аминокислотных остатков на полипептидной цепи, обычно в диапазоне от 4 до 40 остатков. Этот змеевик удерживается вместе водородными связями между кислородом C = O на верхнем витке и водородом N-H на нижнем витке. Такая водородная связь образуется ровно через каждые 4 аминокислотных остатка, а каждый полный виток спирали составляет всего 3,6 аминокислотных остатка. Этот регулярный узор придает альфа-спирали очень определенные характеристики в отношении толщины катушки и длины каждого полного витка вдоль оси спирали.
Структурная целостность альфа-спирали частично зависит от правильной стерической конфигурации. Аминокислоты, R-группы которых слишком велики (триптофан, тирозин) или слишком малы (глицин), дестабилизируют альфа-спирали. Пролин также дестабилизирует альфа-спирали из-за своей неправильной геометрии; его R-группа соединяется обратно с азотом амидной группы, что вызывает стерические затруднения. Кроме того, отсутствие водорода в азоте пролина не позволяет ему участвовать в образовании водородных связей.
Еще одним фактором, влияющим на стабильность альфа-спирали, является общий дипольный момент всей спирали, обусловленный отдельными диполями групп C = O, участвующих в водородных связях.Стабильные альфа-спирали обычно заканчиваются заряженной аминокислотой для нейтрализации дипольного момента.
α-спираль
- 3,6 аминокислот на виток
- 0,54 нм на виток
- боковые цепи указаны
- Н-связи параллельно оси
- Н-связи n-4
- дипольный момент (отрицательный при C конец)
- no pro, less gly, ser
- ограниченные одинаковые заряды боковой цепи
α-спирали обладают дипольным моментом; некоторые боковые цепи являются предпочтительными.
β
-ГЛИРОВАННЫЕ ЛИСТЫЭта структура возникает, когда две (или более, например.грамм. psi-loop) сегменты полипептидной цепи перекрывают друг друга и образуют ряд водородных связей друг с другом. Это может происходить в параллельном расположении:
или в антипараллельном расположении:
Параллельное и антипараллельное расположение является прямым следствием направленности полипептидной цепи. В антипараллельной компоновке конец С-конца одного сегмента находится на той же стороне, что и конец N-конца другого сегмента. При параллельном расположении конец С-конца и конец N-конца находятся на одних и тех же сторонах для обоих сегментов.«Складка» возникает из-за чередования плоскостей пептидных связей между аминокислотами; выровненные амино- и карбонильная группы каждого противоположного сегмента меняют свою ориентацию от обращенных друг к другу на противоположные направления.
Параллельное расположение менее стабильно, потому что геометрия отдельных молекул аминокислоты заставляет водородные связи располагаться под углом, делая их длиннее и, следовательно, слабее. Напротив, в антипараллельном расположении водородные связи выровнены прямо напротив друг друга, что делает связи более прочными и стабильными.
Обычно антипараллельный бета-складчатый лист образуется, когда полипептидная цепь резко меняет направление. Это может происходить в присутствии двух последовательных остатков пролина, которые создают угловой изгиб в полипептидной цепи и загибают ее обратно на себя. Это не обязательно для отдаленных сегментов полипептидной цепи для образования бета-складчатых листов, но для проксимальных сегментов это определенное требование. Для коротких расстояний два сегмента бета-складчатого листа разделены 4 + 2n аминокислотными остатками, при этом 4 является минимальным числом остатков.
Обратный поворот (ß-изгиб):
- R2 (сторона C = O) часто G, A
- R3 (сторона NH) часто D
- Proline часто R2 или R3
α
— ПЛИССИРОВАННЫЕ ЛИСТЫСтруктура, аналогичная структуре бета-гофрированного листа, представляет собой альфа-гофрированный лист. Эта структура энергетически менее выгодна, чем бета-складчатый лист, и довольно необычна для белков. Альфа-гофрированный лист характеризуется выравниванием карбонильных и аминогрупп; все карбонильные группы ориентированы в одном направлении, тогда как все группы N-H ориентированы в противоположном направлении.Поляризация амино- и карбонильных групп приводит к суммарному дипольному моменту на альфа-складчатом листе. Карбонильная сторона приобретает чистый отрицательный заряд, а амино-сторона приобретает чистый положительный заряд.
Третичная структура
http://commons.wikimedia.org/wiki/Fi…_Structure.png
Третичная структура включает связи между боковыми цепями и между ними:
• Водород (-OH… O -)
• Ионный (обычно отталкивание: -Ch3-Nh5 + ::::::: + h5N-Ch3-)
• Ван-дер-Вааль (притяжение на короткие расстояния)
• Дисульфид (ковалентный: -Ch3-SS- Ch3-)
• Гидрофобные
Третичные связи влияют на положение вторичных структур.
А положение вторичной структуры в белке будет влиять на типы боковых цепей (третичная структура).
α-Спираль на поверхности белка будет иметь гидрофильные боковые цепи с одной стороны оси спирали и гидрофобные боковые цепи с другой. Α-Спираль внутри белка будет иметь в основном гидрофобные боковые цепи. Α-Спираль, подверженная воздействию раствора со всех сторон (необычно), будет иметь гидрофильные боковые цепи со всех сторон от оси спирали (в основном).
Четвертичная структура
Четвертичная структура включает отдельные полипептиды, удерживаемые вместе слабыми связями в различной симметрии
Симметрии:
Гомомультимер :: гетеромультимер
гомомультимер: белок с множеством полипептидных цепей, содержащий два или более идентичных компонента
гетеромультимер : белок с множеством полипептидных цепей, содержащий два или более различных компонента
Изологичный :: гетерологичный
Закрытый :: открытый
Сворачивание белка снижает свободную энергию (ΔG) системы.
Сворачивание белка включает как белок, так и растворитель.
ΔG = GF- GU
= ΔH — TΔS
=
+ ΔH (белок)
+ ΔH (растворитель)
— TΔS (белок)
— TΔS (растворитель)
ΔG для сворачивание
невелико (от -20 до -60 кДж / моль) и в основном из-за гидрофобных взаимодействий
Почему так мало?
Изменения формы являются важной частью функции и контроля белка. Например: изменение формы позволяет ДНК-метилтрансферазе выбирать полуметилированный me CG / GC для биметилирования до me CG / Gme C
белков: состав и структура | Макромолекулы
В этой статье мы поговорим о составе и структуре белков.
Состав белков:Белки — это большие молекулы, состоящие из множества аминокислот, связанных «пептидными связями».
Пептидная связь образуется, когда карбоксильный радикал одной аминокислоты реагирует с амино (-NH 2 ) группой другой аминокислоты. Основная структурная формула аминокислот представлена на рис. 4.1.
Он состоит из одного альфа (а) атома углерода, который связан с аминогруппой (-NH 2 ) с потенциальным (+) зарядом, карбоксильной группы с зарядом (-), атома водорода и боковой цепи «R», который варьируется в зависимости от аминокислот.
Обычно в белках содержится 20 аминокислот (структурные формулы аминокислот можно найти в любой книге по биохимии). Эти двадцать аминокислот разделены на 7 групп (Таблица 4.1). Необязательно, чтобы в данном белке присутствовали все 20 аминокислот.
Боковые цепи (R) аминокислот отвечают за различные свойства аминокислот, такие как растворимость в воде, взаимодействие с другими аминокислотами и т. Д. Аминокислоты, содержащие группу -CH 3 , гораздо менее растворимы в воде, и их называют «гидрофобными» и аминокислотами, т.е.г., лейцин, изолейцин, валин.
Аминокислоты, которые являются водорастворимыми, называются «гидрофильными» аминокислотами, например лизин (+ заряд) и аспарагиновая кислота (-заряд). Сульфгидрильная группа (-SH) цистеина может взаимодействовать с группой -SH другого цистеина в белковой цепи с образованием дисульфидной связи (S-S). Атомы H гидроксильной группы (-OH) или карбоксильной группы цепи «R» могут образовывать водородные связи с другими аминокислотами в белковой цепи. Связи необходимы для стабилизации структуры белковых молекул.
Структура белков :Белковая молекула, содержащая одну полипептидную цепь (мономерный белок), может иметь первичную, вторичную и третичную структуры. Белок, состоящий из двух или более полипептидных цепей (мультимерных белков), может иметь еще одну степень конформации, «четвертичную структуру».
Первичная структура :
Белки представляют собой длинные полипептидные цепи. Один конец их цепи содержит свободную аминогруппу (-NH 2 ), а другой конец содержит свободную карбоксильную группу.Аминокислоты цепи связаны пептидными связями.
Количество аминокислот и их последовательность различаются в разных типах белков. Поскольку последовательность и количество аминокислот в белках определяются информацией, содержащейся в кодирующем их гене, первичную структуру белков можно сравнить с последовательностью оснований рассматриваемой нуклеиновой кислоты следующим образом.
(1) Белки — это полипептиды, состоящие из связанных аминокислот, тогда как нуклеиновые кислоты — это полинуклеотиды, состоящие из рибонуклеотидов (РНК) и дезоксирибонуклеотидов (ДНК).
(2) Белки содержат группу -NH 2 на одном конце и группу на другом конце, тогда как нуклеиновые кислоты содержат фосфорную кислоту на одном конце (5′-конец) и группу -ОН на другом конце (3′-конец). ).
(3) Аминокислоты связаны пептидными связями в белках, тогда как нуклеотиды связаны фосфодиэфирными связями (-O-P-O) в нуклеиновых кислотах.
Вторичная структура :
Вторичная структура белков возникает из-за образования нековалентных Н-связей между группами -NH и -CO аминокислот, которые очень близки друг к другу.Большинство белков свернуто в правую спираль, называемую «альфа-спиралью». Другими типами вторичной структуры являются «бета-складчатый лист» , где полипептидные цепи лежат бок о бок, стабилизированные Н-связями.
Третичная стриктура :
Полипептидная цепь изгибается и складывается в разных местах, образуя некоторую сферическую конформацию. Структура стабилизирована боковой цепью аминокислот. Сайты специфичности ферментов формируются за счет третичной структуры.
Четвертичная структура :
Некоторые белки существуют как ассоциация двух или более полипептидных цепей. Различные полипептидные цепи связаны нековалентными, а иногда и ковалентными связями. Например, полная молекула гемоглобина человека состоит из четырех отдельных полипептидных цепей, двух идентичных альфа (α) цепей и двух идентичных бета (β) цепей.
Индивидуальные α-цепи состоят из 140 аминокислот, а отдельные β-цепи состоят из 146 аминокислот.Основной фермент РНК-полимеразы состоит из 5 полипептидных цепей, β ’βα 2 ω.
Синтез белка происходит под управлением информации, хранящейся в ДНК в виде «кодов». Различные виды РНК, такие как рибосомная РНК, транспортная РНК и информационная РНК, производятся на матрице ДНК в процессе «транскрипции».
Синтез белка происходит на рибосомах, где тРНК приносит аминокислоты с образованием полипептида, в соответствии с «кодоном» в мРНК, таким образом, сообщение от ДНК транслируется в белок.В следующих разделах описаны различные компоненты синтеза белка.
Белки: определение, состав, структура, примеры
Термин « протеин » происходит от греческого слова « proteios », что означает первичный или выдающийся, и впервые был предложен Йенсом Якобом Берцелиусом, одним из отцов современной химии, своему коллеге Герарду Йоханнесу. Малдер, изучавший химический состав альбуминов в 1839 году.Фактически, Берцелиус полагал, основываясь на формуле, данной Малдером альбумину, C 40 H 62 O 12 N 10 , неправильной формуле, что белки могут быть наиболее важными биологическими веществами.
Несмотря на ошибку Малдера, Берцелиус обладал «пророческой интуицией».
Они представляют собой класс молекул, присутствующих во всех живых организмах и во всех отделах клетки; в клетках животных они могут составлять более 50% их сухой массы.
Белки животных, растений, бактерий и вирусов представляют собой линейные полимеры, состоящие из субъединиц, называемых аминокислот .Идентифицировано около 20 аминокислот, присутствующих почти исключительно в L-форме и связанных ковалентной связью, называемой пептидной связью, которая является жесткой и плоской. Аминокислотная последовательность, кодируемая конкретным геном, называется полипептидной цепью или белком. Каждая аминокислота повторяется более или менее большое количество раз.Иногда D-аминокислоты обнаруживаются в некоторых бактериальных белках.
Белки имеют очень разные структуры, даже в одном и том же типе клеток, где мы можем найти сотни разных типов, которые выполняют разные функции.
Следует отметить, что пептидная связь очень устойчива при физиологическом pH: при отсутствии внешних вмешательств ее срок службы составляет около 1100 лет.СОДЕРЖАНИЕ
Структура белков
Белки — это самые универсальные молекулы, присутствующие в живых организмах, где они выполняют функции, необходимые для жизни. Большое разнообразие функций, которые способны выполнять, проистекает из возможности сворачивания полипептидной цепи в конкретные трехмерные структуры , которые обеспечивают способность связывать различные молекулы и выполнять различные функции.
При описании того, как полипептидные цепи складываются в свои трехмерные структуры, полезно различать разные уровни организации, которые будут проанализированы ниже.Примечание: структуры, следующие за вторичной, присутствуют в глобулярных белках.
Первичная структура белка
Бычий инсулин был первым белком, первичная структура которого была определена благодаря работе Фредерика Сэнгера в 1953 году.
Первичная структура — это аминокислотная последовательность белков , их самый низкий уровень организации и, как было сказано ранее, он уникален и генетически детерминирован.
Он может состоять из 40-4000 аминокислотных остатков и определяет трехмерную структуру самого белка, которая, в свою очередь, определяет его функцию.
Полипептидная цепь имеет полярность, потому что ее два конца различны: один имеет свободную аминогруппу и называется NH 2 -конец или амино-конец, другой — свободная карбоксильная группа и называется COOH-концом или карбоксильным концом. . Два конца полипептидной цепи также известны как N-конец и C-конец, чтобы отличать их от карбоксильных и аминогрупп, присутствующих в цепи.По соглашению N-концевой конец принимается за начало аминокислотной цепи и всегда помещается слева.
Первичная структура интересна еще и тем, что, сравнивая структуру одного и того же белка у разных видов, мы можем идентифицировать вариации, которым подвергся соответствующий ген, что является индикатором дивергенции видов в ходе эволюции.
Термины дипептид, трипептид, олигопептид и полипептид используются для обозначения цепей разной длины, соответственно, состоящих из 2, 3, менее 50 и более 50 аминокислот.Вторичная структура белка
Открытие вторичной структуры белков связано с работой Линуса Полинга и Роберта Кори в 1951 году, которые предложили две структуры, названные α-спиралью и β-пластинчатой структурой или β-складчатым листом.
Вторичная структура возникает в результате образования водородных связей между смежными частями полипептидной цепи с определенными аминокислотными последовательностями. Следовательно, он описывает расположение в пространстве аминокислот не очень далеко друг от друга вдоль первичной структуры .
В дополнение к вышеупомянутым структурам, другие были идентифицированы как β-витки (β-витки), γ-витки (гамма-витки) и Ω-петли (петли омега), все они принадлежат к группе, называемой обратными витками. Эти структуры часто встречаются там, где полипептидная цепь меняет направление, и обычно расположены на поверхности молекулы.Примечание: около 32–38% аминокислот в глобулярных белках находятся в структурах α-спирали.
Сверхвторичные структуры или мотивы
Они представляют собой комбинацию вторичных структур , чтобы сформировать область молекулы с определенной трехмерной структурой и топологией.Супервторичные структуры связаны друг с другом петлевыми областями с неопределенной структурой.
Распространенные мотивы:- «цинковый палец» (β-α-β), который часто встречается в белках, связывающих РНК или ДНК;
- греческий ключ, β-меандр и β-ствол.
Домены
Домены — это следующий уровень организации. Это глобулярных областей, которые являются результатом комбинации мотивов , которые сворачиваются независимо от остальной части полипептидной цепи с образованием стабильной структуры.
Они состоят из 40-400 аминокислот, за исключением моторных и киназных доменов, которые образованы гораздо большим количеством аминокислот.
Домены были разделены на три основные группы на основе присутствующих вторичных структур и мотивов:- α-доменов;
- β-домена;
- α / β-домена.
Было обнаружено более 1000 доменных семейств (члены каждого семейства называются «гомологами»), и, похоже, они произошли от общего предка.
Очень часто каждый домен выполняет определенную функцию, то есть является функциональной единицей белка, в котором он содержится.
Белки могут состоять из одного домена, более мелких или из нескольких доменов. Например, химотрипсин состоит из одного домена, а папаин — из двух доменов.Третичная структура белка
Третичная структура, также называемая «нативной структурой», представляет собой трехмерную структуру белков . Первым белком, третичная структура которого была определена, был миоглобин в 1958 году благодаря работе Джона Кендрю.
Рис. 3 — Окси-миоглобин
В этом типе структуры сворачивание белковой цепи отвечает за размещение аминокислотных остатков в тесном контакте далеко друг от друга вдоль цепи, то есть это относится к трехмерному расположению аминокислот вдали друг от друга вдоль первичная структура.Третичная структура белков, в частности белков, состоящих из более чем 200 аминокислотных остатков, образована различными доменами, связанными короткими полипептидными сегментами. Он часто стабилизируется дисульфидными мостиками между остатками цистеина, мостиками, которые образуются после того, как молекула достигла своей нативной конформации.
Следует отметить, что не все глобулярные белки имеют третичную структуру.
Примером являются казеины молока, полипептидная цепь которых принимает неупорядоченную трехмерную конформацию, также известную как случайная спиральная структура .Неупорядоченная структура делает их очень восприимчивыми к действию кишечных протеаз и, следовательно, к высвобождению составляющих аминокислот. Это делает их очень подходящими для выполнения своей пищевой роли.
Другой пример белка со случайной спиралью — эластин.Четвертичная структура белка
Этот дополнительный уровень структурной организации описывает, как более одной полипептидной цепи связывают с образованием единой белковой структуры. Следовательно, это относится к пространственному расположению отдельных цепей и природе сил, связывающих их вместе, например:
- гидрофобный эффект, который является основной движущей силой сворачивания белка;
- водородных связей;
- взаимодействия Ван-Дер-Ваальса;
- ионных взаимодействий;
- ковалентных сшивки.
Полученная структура называется олигомером (олигомерным белком) и составляющими полипептидами, которые могут быть одинаковыми или разными, мономерами или просто субъединицами.
В целом, большинство внутриклеточных белков являются олигомерами, в отличие от большинства внеклеточных. Классическим примером белка с четвертичной структурой является гемоглобин .
Этот уровень структуры явно отсутствует у глобулярных белков, состоящих из одной полипептидной цепи, то есть у мономерных белков.
Белки также способны взаимодействовать между собой, образуя структуры, в которых, действуя синергетически, они выполняют функции, которые они не смогли бы выполнить в одиночку.
Примерами являются « макромолекулярные машины », участвующие в синтезе ДНК, РНК и самих белков, в сокращении мышц или в передаче сигналов между соседними клетками.Список литературы
Лодиш Х., Берк А., Зипурский С.Л. и др. Молекулярная клеточная биология.4-е издание. Нью-Йорк: У. Х. Фриман; 2000. Раздел 3.1, Иерархическая структура белков. Доступно по ссылке: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21475/
Кессель А., Бен-Тал Н. Введение в белки: структура, функции и движение. CRC Press, 2011 doi: 10.1002 / cbic.201100254
Нельсон Д.Л., Кокс М.М. Ленингер. Основы биохимии. 6-е издание. W.H. Фримен и компания, 2012
Стипанук М.Х., Кодилл М.А. Биохимические, физиологические и молекулярные аспекты питания человека.3-е издание. Elsevier Health Sciences, 2012 г.
Состав и структура белка
Состав и структура белка
Композиция
База данных содержит 37 866 белков, представляющих 25 770 именованных локусов. Для каждого локуса самая большая изоформа был выбран для сбора следующей статистики. Эти 25 770 белков имеют средний размер из 483 аминокислот (а.о.) и в среднем 343 аминокислот. Значительная часть белков в наборе данных является производным из расчетных прогнозов.Когда они исключены, среднее значение увеличивается до 575 а.о., а медиана — до 431 а.о. Этот меньший набор из 18 886 белков имеет размер от 25 до 33 423 остатков. Один белок в этом наборе, 58 а.о. ЛУЗП6, начинается с изолейцина, а не с обычного метионина.В следующей таблице для расчета аминокислотных остатков использовались два метода. использование 18 886 отобранных белков. В столбце «По белку» составы рассчитаны для каждый из белков, а затем усреднили. В «По порядку» В столбце используется обработка 18 886 последовательностей как одной длинной последовательности.Последний метод ориентирован на использование в более крупных белках. Эти числа не взвешенный для выражения.
Использование аминокислот (%) По белку По последовательности Аланин 7,214 7,010 Цистеин 2,491 2,284 D аспартат 4,591 4,767 E глутамат 6,839 7.124 F фенилаланин 3,830 3,664 G глицин 6,716 6,577 H гистидин 2,592 2,623 I изолейцин 4,378 4,352 К лизин 5,749 5,745 L лейцин 10,091 9,964 М метионин 2,284 2,138 N аспарагин 3,484 3,603 Пролин 6.174 6,285 Q глютамин 4,578 4,751 R аргинин 5,804 5,636 S серин 7,944 8,302 Т треонин 5,149 5,315 U селеноцистеин 0,001 0,000 Валин 6,023 5,980 Вт триптофан 1,277 1,207 Y тирозин 2,793 2.670Есть существенные отличия от значения выше при использовании многих аминокислот в аминоконцы а также карбоксильные концы белков. Эти различия могут быть связаны с частыми модификации или другие пути обработки и деградации. Один Примером примечания является повышенный уровень цистеина в четырех положениях от карбоксильный конец, вероятно, отражающий пренилирование.
Геном кодирует несколько семейств белков с очень необычными аминокислотные композиции.Многие из них представляют собой более мелкие белки, такие как протамины, поздно ороговевшие белки оболочки, а также металлотионеины.
В следующей таблице приведены некоторые дополнительные примеры отдельных белки и семейства генов, в которых более крупные белки имеют необычный состав. Приведенные числа являются остатками этой аминокислоты и общим размер белка. Некоторые предсказанные белки были исключены. Относительные доли варьируются среди аминокислот с богатым триптофаном белки значительно ниже остальных.Дополнительную информацию об этих белках см. В разделах указаны в правом столбце таблицы
Многие белки содержат короткие участки, богатые пролином. Некоторые белки, такие как определенные члены Формин семья имеют очень большие участки, богатые пролином, которые влияют на общий состав белков. Аналогичная ситуация наблюдается с богатые лейцином повторяющиеся белки.
Небольшое количество белков, содержащих селеноцистеин описаны отдельно (см. Селеновые белки).
Гомополимерные сегменты
Многие белковые последовательности содержат длинные последовательности одной аминокислоты. Приведены известные примеры самых крупных изоформ в эталонном наборе. в следующей таблице (некоторые предсказанные белки исключены). Белки часто имеют гораздо большие области, где одна аминокислота разрушается одной или несколькими другими аминокислотами. Гомополимерные участки нельзя кодировать с использованием одного кодона. для этой аминокислоты. Такие вариации в использовании кодонов увеличивают стабильность последовательностей ДНК, кодирующих гомополимерные участки.Белки описаны в разделах, перечисленных в правом столбце.Очень большие белки
В следующей таблице представлен список самых крупных белков в эталонный набор. Для каждого указана только одна изоформа. Прогнозируемые белки не указаны. Обратите внимание на очень большой прогнозируемый LOC643677 (7081 а.о.) а также HMCN2 (5065 а.о.).
Многие из перечисленных выше белков содержат повторы спектринового типа. Дополнительные большие белки перечислены в этом семействе. Более крупные белки часто содержат повторяющиеся домены, такие как впервые идентифицированные. в фактор роста эпидермиса а также фибронектин.
Модификации белков
Процессинг пептидов и посттрансляционные модификации белков представлены подробно в главах о Протеазы а также Трансляция и модификация белков. Наличие больших семейств генов для белков, которые подложки для таких модификаций могут быть полезны в определение последовательностей, важных для этих функций.Белки с γ-карбоксиглутаматной модификацией являются описано в разделе о коагуляция. На следующем рисунке показано использование аминокислот (темнее более консервативен) при частичном выравнивании 11 из этих белков (см. Примечания и ссылки).Обратите внимание на полностью законсервированные остатки глутамата около центра. выравниваний. Интерпретация таких выравниваний может быть сложной. В таком случае, ряд этих белков также процессируется путем амино-концевого расщепления. относительно консервативного аланина в положении 18 на фигуре.
Другой пример общих последовательностей вокруг местоположения модифицированная аминокислота видна в активном центре сульфатазы. В этих ферментах цистеин превращается в формилглицин.
Примечания и ссылки
Многие ссылки и другую информацию по отдельным генам можно найти в записях RefSeq, на которые есть ссылки на страницах для белков, упомянутых в этом разделе.Таблица этих записи (с соответствующими идентификаторами генов) и коллекция их последовательностей также доступны.Таблицы в этом разделе были построены с использованием человеческого фактора RefSeq. набор белков, доступных на момент выпуска 37,1 человека стала доступна эталонная последовательность генома. Есть некоторые различия в этом наборе белков и генах, аннотированных на эталонный геном.
Белки RefSeq связаны со специфическими транскриптами и часто существует несколько транскриптов для данного гена, которые могут производить отличные или идентичные белковые продукты.Как объяснено в этом разделе этот набор белков был сокращен за счет исключения предсказаний генов а затем выбор единственной наибольшей изоформы для каждого гена. Также, только белковые последовательности, полученные из эталонного митохондриального генома были сохранены.
Чтобы получить рисунок на карбоксиглутамат-содержащих белках, аминокислоты 24-85 из ПРОЗ были использованы при поисках для совмещения. Используемые белки перечислены в примере в разделе о коагуляция кроме PRRG2.MGP и BGLAP также не использовались.
См. Также дополнительную литературу к этой главе.
Предыдущий раздел | Дополнительное чтение | Следующий раздел
Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.
Настройка вашего браузера для приема файлов cookie
Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее частые причины:
- В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
- Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
- Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
- Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
- Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.
Почему этому сайту требуются файлы cookie?
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.
Что сохраняется в файле cookie?
Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.
Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.
Количественный анализ дрожжевых белков Р тельца показывает принципы состава и специфичности
[Примечание редакции: далее следует план авторов по внесению исправлений.]
Основные опасения рецензентов можно резюмировать следующим образом:
1.Новизна работы не подчеркнута. Ясно, что он более всеобъемлющий, чем предыдущие работы этих авторов, но требует более перспективного и дополнительного тестирования.
Что касается новизны, мы считаем, что наша работа добавляет важные новые знания о Р-телах и биомолекулярных конденсатах в целом. Во-первых, наша работа — это единственный отчет об абсолютных или относительных концентрациях основных белков в любом конденсате. Такие концентрации являются важными знаниями при рассмотрении природы и биохимических функций тел фосфора (и, в более широком смысле, других конденсатов).Например, модели конденсатов как отсеков для хранения подвергаются сомнению нашими данными на рисунке 3, показывающими, что только небольшая часть большинства белков присутствует в P-тельцах. Кроме того, модели конденсатов как участков высокой биохимической активности должны учитывать тот факт, что большинство неосновных компонентов сконцентрированы только <10 раз относительно окружающей цитоплазмы и что большинство молекул все еще находится в цитоплазме. Таким образом, конденсатные функции с большей вероятностью возникают из основных компонентов или из совокупностей непрофильных компонентов (например,грамм. в каскаде реакций). Это важные концепции для данной области. Во-вторых, наши данные показывают, что лишь небольшая часть из многих белков в P-телец имеет высокую концентрацию в структуре. Эта информация является ключевой для понимания строения конденсатов. Это говорит против большинства преобладающих моделей состава конденсата, которые рассматривают отсеки как трудноразрешимо сложные, с сотнями компонентов, все из которых неявно имеют одинаковый вес с точки зрения функциональной значимости. Наши данные показывают, что компартменты намного проще и предоставляют первые пути к надежному биомиметическому восстановлению.
Наконец, хотя нам предстоит еще поработать, чтобы понять корреляции на рисунке 7, как эмпирический предиктор степени, в которой полноразмерные белки, вероятно, будут концентрироваться в конденсате, они весьма ценны для данной области.
2. Авторам необходимо рассмотреть другие модели для сборки, кроме клиент / скаффолд. Расхождения между данными и их моделью не устранены. Есть несколько подробных экспериментов, которые могли бы сделать больше, чтобы прояснить туманные выводы (см. Ниже).Например, вместо мечения одним флуорофором они могут лучше оценить состав и вариацию с помощью попарного анализа двух флуорофоров.
3. Могут ли они предоставить какие-либо дополнительные данные или идеи, чтобы пролить свет на несоответствие, которое они указывают между их моделью и результатами для DCP2?
Обеспокоенность по поводу модели каркаса / клиента, по-видимому, частично возникает из-за неправильного представления рецензентов о самой модели и о нашем намерении представить корреляции валентностей на рисунке 7.Оглядываясь назад, мы понимаем, как возникли эти неправильные представления, и полагаем, что обширный пересмотр текста в сочетании с дополнительными данными должен привести к гораздо более четкому представлению и более точной модели. Короче говоря, мы не намеревались изобразить модель, в которой валентность взаимодействий является единственным параметром, важным для определения состава конденсата, и где РНК не важна. Скорее, как предполагают составители обзора, мы полагаем, что A) РНК является ключевым каркасом P-телец, B) важно сродство связывания белков друг с другом и с РНК и C) важна валентность взаимодействий.Мы также ошибочно отождествили «основные» белки с «каркасными» белками, а «неосновные» — с «клиентом» в предложении в начале обсуждения, цитируемом вторым рецензентом, вместо того, чтобы описать их как коррелированные, но не идентичные, что было наше намерение до конца обсуждения. Это вызвало ряд проблем, которые можно решить в пересмотренном введении и обсуждении.
Соответственно, мы не предполагали, что данные на Рисунке 7 представляют тест или валидацию основанной на валентности модели каркаса / клиента или результата, вытекающего из предыдущих данных в рукописи.Скорее, мы задумали это просто как эмпирическую корреляцию, которая потенциально может быть полезна при прогнозировании других конденсатов, где количественные данные визуализации получить нелегко. Очевидно, это не было правильно, и в нашей презентации модель была основана исключительно на валентности, что не входило в наши намерения. Это можно исправить в доработке. Тем не менее, мы согласны с авторами обзора в том, что для нас важно понять, почему мутанты Dcp2 не попадают в ту же корреляцию, что и различные полноразмерные белки, и разработали дополнительный набор мутантов, чтобы лучше это понять.
Второй рецензент также обращает внимание на то, что стехиометрия ~ 1: 1 многих основных белков предполагает, что они могут формировать стереотипную сборку, которая связывает РНК, а затем рекрутирует другие белки, что приводит к несколько иной модели состава. У нас есть несколько мыслей по этому поводу. Во-первых, мы согласны с тем, что относительная стехиометрия поразительна. Фактически, в более ранней версии рукописи это обсуждалось довольно подробно, как и в комментариях рецензента.Тем не менее, мы в конечном итоге удалили это обсуждение, потому что A) относительная стехиометрия отличается у штаммов дикого типа, лишенных глюкозы, и B) широкий диапазон концентраций P-тел каждого компонента и отсутствие многокомпонентных корреляций в отдельных дрожжевых клетках сделали это сложно претендовать на конкретную сборку. Тем не менее, мы согласны с авторами обзора в том, что наше понимание состава тела P будет значительно улучшено путем сбора данных с двумя цветами, где мы могли бы количественно определить абсолютные концентрации 2 белков одновременно в отдельных клетках.Хотя непрактично собирать такие данные обо всех возможных парах белков P-тел, мы создадим штаммы для изучения ключевых корреляций внутри основной группы и между стержневыми и неосновными белками. Эти данные позволят нам различать разные модели состава тела Р.
[Примечание редакции: авторы отправили на повторное рассмотрение после принятия решения после экспертной оценки. Ниже следует письмо о решении после первого раунда рассмотрения.]
Рецензенты считают, что они не могут поддержать повторное представление этой работы.Причины этого лучше всего резюмирует один из рецензентов, который заявляет:
«Я не сторонник повторной подачи заявки. Если я что-то не понял неправильно, авторы не планируют решать проблемы, связанные со значимостью и достоверностью своей модели.
Авторы заявляют, что: «Как предполагают составители обзора, мы считаем, что A) РНК является ключевым каркасом для P-телец, B) важно сродство связывания белков друг с другом и с РНК и C) важна валентность взаимодействий». .
Но не предлагайте никаких экспериментов / данных, подтверждающих эти точки.
Мы приносим свои извинения за то, что в нашем первоначальном ответе не было достаточно четко заявлено, что мы намеревались серьезно пересмотреть нашу модель, лучше проиллюстрировать ее значение и проверить ее дальше. Все это мы сделали в ревизии.
Вкратце: мы больше не представляем работу как тестирование модели строительных лесов / клиента для сборки конденсата. Скорее, теперь мы предлагаем гораздо более детальный взгляд на сборку P-телец, подчеркивая роль высокой связности (связанной с валентностью, но отличной от нее) между белками и РНК в производстве конденсата, но также обсуждая важность аффинности связывания и активности. процессы.Мы также обсуждаем несколько других моделей и объясняем, как они несовместимы с данными наших и других лабораторий как в этой статье, так и в литературе. Как было предложено рецензентами и обсуждено с редактором в апреле, теперь мы получили двухцветные данные (изучение корреляции между двумя компонентами Р-тельцов) и данные, исследующие роль высокоаффинных связывающих элементов в управлении рекрутированием Р-тельцов, которые оба оказались полезными при сравнении различных моделей.
Наконец, теперь мы гораздо более подробно описываем новизну наших открытий, которые включают, среди 5 пунктов, подробно описанных в сопроводительном документе: A) открытие, что, несмотря на большое количество молекул, присутствующих в P-телах, только небольшое количество (7) сильно сконцентрированы там с большими коэффициентами разделения и B) открытие, что межмолекулярная связь играет ключевую роль в управлении концентрациями молекул в P-телах.
Они также заявляют, что: «Мы не намеревались, чтобы данные на Рисунке 7 представляли тест или валидацию основанной на валентности модели каркаса / клиента или результата, вытекающего из предыдущих данных в рукописи. Скорее, мы это намеревались просто как эмпирическая корреляция, которая потенциально может быть полезна при прогнозировании других конденсатов, когда количественные данные визуализации получить нелегко ».
Похоже, это не соответствует названию статьи, обещающей «композиционные принципы».Их предложение изобразить два компонента одновременно, не добавит ничего, кроме подтверждения того, что они уже показали?
Мы удалили количественные корреляции между валентностью и физическими характеристиками P-тел (исходный рисунок 7), что было проблематично по ряду причин. Наши двухцветные эксперименты предоставили важные проверки потенциальных моделей образования конденсата. Кроме того, как указано выше, мы значительно пересмотрели нашу модель.
Мы полагаем, что в рукописи изложены несколько принципов, касающихся состава P-тел.Они описаны в пересмотренном разделе «Обсуждение» статьи, который полностью переписан. К ним относятся: A) концепция (подтвержденная доказательствами) о том, что биологические конденсаты, которые кажутся довольно сложными при качественном анализе их компонентов, на самом деле могут иметь гораздо более простую первичную сложность и организацию при количественном рассмотрении; Б) идея о том, что различия между высококонцентрированными и слабоконцентрированными белками Р-тельцов, вероятно, тесно связаны с их паттернами межмолекулярной связи внутри Р-тельцов; C) идея о том, что взаимодействия, которые производят конденсаты, распределяются по их высоко валентным компонентам, они действуют с разной степенью кооперативности, способствуя формированию более крупной сборки; и D) предсказание того, что термодинамика образования конденсата и состав результирующей структуры должны быть связаны, на основе моделей связности в сети взаимодействия; я.е. Удаление сильно связанной молекулы должно влиять как на концентрации других факторов, необходимых для образования конденсата, так и на относительные концентрации компонентов в конденсате.
Наконец, утверждение о том, что «наши данные показывают, что лишь небольшая часть многих белков в Р-тельцах сильно сконцентрирована в структуре. Эта информация является ключевой для концептуализации строения конденсатов. Это говорит против большинства преобладающих моделей состава конденсата, которые Отобразить отсеки как непреодолимо сложные, с сотнями компонентов, все неявно взвешенные в равной степени с точки зрения функциональной значимости.Наши данные предполагают, что компартменты намного проще и предоставляют первые пути к надежному биомиметическому восстановлению «.
Биомиметическое восстановление гранул РНК уже началось, и уже было показано, что нескольких компонентов может быть достаточно для имитации структуры конденсата (Feric et al., 2016, Putnam et al., 2019). Утверждение также, кажется, подразумевает, что знание концентрации каждого фактора поможет идентифицировать такие ключевые компоненты, концепция, которая остается непроверенной ».
Хотя работа, процитированная Feric и Putnam, элегантна, обе используют только два компонента в ядрышках и гранулах P соответственно.Таким образом, степень, в которой они захватывают свойства клеточных структур, неизвестна. Более того, насколько нам известно, не было установлено, что компоненты, используемые в этих реконструкциях, в количественном отношении являются доминирующими компонентами клеточных структур или что другие компоненты одинаково сконцентрированы. Таким образом, опять же, степень, в которой эти воссозданные структуры воспроизводят биологические структуры, является неопределенной. На наш взгляд, важным достижением в биохимическом восстановлении конденсатов, которые очень напоминают клеточные конденсаты, является знание доминирующего (т.е. наиболее концентрированные) компоненты и их динамические свойства in vivo. Обладая этой информацией, можно комбинировать соответствующие молекулы in vitro при их общих клеточных концентрациях и узнать, образуют ли они конденсаты соответствующих концентраций компонентов (как относительных, так и абсолютных) и динамики. Если они соответствуют этим критериям для нескольких компонентов, то можно быть уверенным в том, что биохимия действительно является биомиметической. Без этой предварительной информации человек делает обоснованное предположение о том, какие белки следует комбинировать биохимически и насколько хорошо воссозданная структура имитирует клеточную структуру.
Резюме рецензента: В этой рукописи сообщается о количественном анализе состава тела P в дрожжах. Авторы характеризуют концентрацию, обогащение относительно цитоплазматического пула и динамику 31 зарегистрированного белка P-тельца, меченного GFP. Они идентифицируют 19 белков, которые были достаточно сконцентрированы в P-тельцах в тестируемых условиях, и делят их на два класса: «основная группа», состоящая из 7 белков с высоким обогащением и низкой динамикой, а остальные 12 белков с низким обогащением и высокой динамикой.Авторы утверждают, что эти наблюдения поддерживают модель каркаса / клиента для сборки конденсата, где количество партнеров по взаимодействию для данного белка (валентность) может быть использовано для прогнозирования его обогащения конденсатами / P тел.
Мы тщательно пересмотрели текст и больше не представляем работу как тестирование модели строительных лесов / клиента для сборки конденсата. Фактически, на основе наших данных мы теперь представляем новый, более детальный взгляд на номенклатуру строительных лесов / клиентов, который лучше отражает поведение природных конденсатов и будет более полезным для полевых работ.Мы также удалили анализы, описывающие количественные отношения между обогащением тел P и валентностью взаимодействий. Однако мы утверждаем, что существует значимая качественная взаимосвязь между связностью в сети взаимодействия P-тела и молекулярным поведением, с множеством оговорок, которые теперь подробно описаны в разделе «Обсуждение». Подробнее о каждом из этих вопросов мы расскажем ниже.
Основные опасения рецензентов можно резюмировать следующим образом:
1) Новизна работы не подчеркнута.Ясно, что он более всеобъемлющий, чем предыдущие работы этих авторов, но требует более перспективного и дополнительного тестирования.
Мы тщательно пересмотрели обсуждение, чтобы выделить новые принципы, которые, по нашему мнению, вытекают из наших данных. Во-первых, наша работа — это первый всесторонний количественный анализ состава и динамики любого природного биомолекулярного конденсата. Во-вторых, это количественное определение показало, что, несмотря на большое количество молекул, присутствующих в P-телах, только небольшое количество (7) сильно сконцентрировано там с большими коэффициентами разделения.Это значительно упрощает процесс формирования, регуляции и функции P-телец. В-третьих, количественный анализ показал, что только небольшая часть большинства белков присутствует в P-тельцах, что имеет важное значение для функций конденсатов. В-четвертых, большинство (6 из 7) высококонцентрированных белков / комплексов сильно связаны в сети взаимодействия P-тельцов, и ни один из слабо концентрированных белков сильно связан. Эти корреляции предполагают, что связность играет важную роль в управлении составом структур.Однако важно отметить, что другие факторы, включая сродство связывания и активные процессы, также вносят вклад в молекулярное поведение, и теперь мы объясним такие сложности в нашем обсуждении. Наконец, основываясь на наших данных и других данных в литературе, мы пересмотрели понятие каркасов и клиентов в биомолекулярных конденсатах. Мы утверждаем, что эти термины следует использовать не для классификации молекул на бинарные группы, как мы делали раньше, а скорее как качественные дескрипторы степени, в которой молекула способствует образованию и составу конденсата.Таким образом, молекула должна быть описана как более подобная каркасу или более подобная клиенту, в зависимости от того, имеет ли она больший или меньший эффект, соответственно. Такое использование терминов лучше отражает экспериментальные данные, но при этом отражает идею о том, что одни молекулы вносят больший вклад, чем другие, в образование и состав конденсата.
2) Авторам необходимо рассмотреть для сборки другие модели, кроме клиент / скаффолд. Расхождения между данными и их моделью не устранены.Есть несколько подробных экспериментов, которые могли бы сделать больше, чтобы прояснить туманные выводы (см. Ниже). Например, вместо мечения одним флуорофором они могут лучше оценить состав и вариацию с помощью попарного анализа двух флуорофоров.
Теперь мы предлагаем гораздо более детальный взгляд на сборку P-телец, подчеркивая роль сильно связанных молекул (как белков, так и РНК) в производстве конденсата, но также обсуждая важность сродства связывания и других параметров.По просьбе обозревателей мы также выполнили двухцветную визуализацию, чтобы изучить корреляцию между обогащением между различными молекулярными парами (новый рисунок 3). Эти данные выявили значительную корреляцию (коэффициент Пирсона 0,6-0,7) между обогащением Dcp2 и Edc3, Pat1 и Xrn1. Корреляция Dcp2-Xrn1 особенно интересна, поскольку неизвестно, как эти два белка связываются друг с другом напрямую, что указывает на корреляции, опосредованные косвенной связностью в конденсате (вероятно, через РНК или другие компоненты ядра P-тела).Однако корреляции не столь сильны, чтобы предполагать, что стехиометрически определенный комплекс лежит в основе образования Р телец (модель, предложенная одним из рецензентов). Более того, как мы приводим ниже, существующие данные говорят против модели, в которой РНК является единственной подобной каркасу молекулой в P-тельцах (вторая модель, предложенная в обзоре), так как ряд белков, как было показано генетически, играют важную роль в образование конденсата. Эти вопросы — кооперативность в рекрутинге, возможность стехиометрического комплекса, роли взаимодействий РНК-РНК и РНК-белок и другие факторы — теперь подробно рассматриваются в разделе «Обсуждение» рукописи.Мы надеемся, что этот более подробный взгляд на образование конденсата понравится рецензентам.
3) Могут ли они предоставить какие-либо дополнительные данные или идеи, чтобы пролить свет на несоответствие, которое они указывают между их моделью и результатами для DCP2?
Мы решили эту проблему двумя способами. Во-первых, мы создали дополнительные мутанты Dcp2, чтобы лучше понять, как его связывание с Edc3 контролирует его обогащение P-тельцами (новый рисунок 6). Это приводит к важному выводу, что когда сродство между двумя конденсатными белками низкое, увеличение сродства может увеличить обогащение, но когда сродство уже высокое, его дальнейшее увеличение не увеличивает обогащение.Таким образом, настройка обогащения, вероятно, происходит за счет изменений в режиме низкого / умеренного сродства. Кроме того, как описано выше, новое обсуждение дает более детальное представление о найме, поскольку происходит из комбинации возможности подключения, аффинности и активных процессов. При совместном рассмотрении они объясняют поведение наших мутантов Dcp2. По сути, не все регионы Dcp2 в равной степени способствуют обогащению; удаление элемента связывания с высоким сродством (либо к РНК, либо к Edc3) имеет гораздо более выраженный эффект на обогащение, чем удаление элемента с низким сродством.
Рецензент № 1:
[…] Для дальнейшего улучшения новинки предлагаем дополнительные вопросы, на которые можно было бы ответить:
1) Основным достижением этого исследования является точное измерение концентрации GFP-слитых белков, которое выполняется путем сравнения интенсивности клеточного GFP со стандартными кривыми. Все выводы зависят от этих стандартов и вычитания фона. Несмотря на то, что лаборатория Розена ранее опубликовала статью, в которой использовался аналогичный подход (Banani et al., 2016), подробности этих калибровок и вычитания фона следует указывать в дополнительных материалах.
Мы добавили подробное описание получения изображения (показано на рисунке 1 — рисунок в приложении 2) и процедур анализа в раздел «Материалы и методы».
2) Чтобы оценить концентрацию белка в Р-теле, авторы сделали фундаментальное предположение: все Р-тельца имеют одинаковый и постоянный состав. Однако на рисунке 1 авторы показали, что основные компоненты Р-телец, которые также являются наиболее распространенными белками, имеют сильную (4-5-кратную) изменчивость по концентрации и коэффициенту распределения.Неясно, как эта изменчивость влияет на относительные количественные характеристики, представленные в этой рукописи (рис. 3). Контрольный эксперимент, который мог бы ответить на этот вопрос, заключался бы в том, чтобы пометить несколько компонентов Р-телец спектрально различными флуоресцентными белками (2 или 3 одновременно) и убедиться, что ожидаемые относительные соотношения повторяются.
Отметим, что при измерении абсолютных концентраций различных видов мы не делали никаких предположений о том, имеют ли P-тела постоянный или переменный состав.Предполагая, что GFP-тегирование не изменяет концентрации данного белка (что подтверждают наши данные на рисунке 1 — рисунок в приложении 3), наши данные охватывают диапазон значений концентрации, взятых для каждого компонента в популяции клеток. Эти данные показывают, что составы имеют существенную изменчивость, как отмечает рецензент.
При интерпретации данных становится важным вопрос относительной изменчивости. Здесь мы благодарим рецензента за предложение многоцветных экспериментов. На новом рисунке 3 мы использовали двухцветную визуализацию для одновременной количественной оценки концентраций трех пар белков в отдельных клетках: Dcp2 / Edc3, Dcp2 / Pat1 и Dcp2 / Xrn1.Мы обнаружили, что во всех случаях концентрации тел P в парах значительно коррелируют (R Пирсона 0,6–0,7). Таким образом, концентрации этих компонентов колеблются вместе (хотя и с некоторой остающейся вариабельностью, поскольку значения R не равны 1). Учитывая высокую взаимосвязь взаимодействий между белками Р-тельцов, мы полагаем, что многие компоненты, вероятно, демонстрируют сходные корреляции, но более обширный анализ этого момента выходит за рамки этого и без того длительного исследования.
Может ли быть несколько типов P-телец с разными композиционными профилями в клеточной популяции — это сложный вопрос.Мы не видим убедительных доказательств мультимодального распределения в профилях концентрации, что говорит против такой возможности. Но опять же, для всестороннего рассмотрения этой возможности потребуется гораздо больше данных, чтобы оценить, может ли распределение концентраций лучше соответствовать одной или нескольким популяциям.
3) В том же направлении неясно, экспрессировались ли белки, меченные GFP, которые использовались для количественной оценки компонентов Р-телец в фоне dcp1∆, из эндогенного локуса (Таблица 1: YRP1936, yRP2254, yRP2237, yRP2246, yRP2230, yRP1840, yRP1736, yRP2269, yRP1844, yRP1916, yRP1842).Авторы должны указать это, поскольку это будет иметь значительные последствия для количественной оценки, если будет смешанная популяция меченых и немаркированных белков.
Все меченные GFP и mCherry белки, использованные для создания фиг. 1-4, экспрессировались из своего эндогенного локуса. Об этом говорится в основном тексте и в Материалах и методах.
4) На рисунке 2 авторы обнаружили отрицательную корреляцию между скоростью восстановления фракции и концентрацией P-тел.Однако молекулярный механизм этой корреляции не обсуждается. Авторам следует расширить обсуждение и связать его с валентностью взаимодействия.
Как было предложено рецензентом, в Обсуждении мы теперь связываем связность в сети (количество различных молекулярных типов, с которыми взаимодействует данный белок, что связано с валентностью взаимодействия, количество различных молекул, с которыми взаимодействует данная молекула) с Поведение FRAP. Мы заявляем: «За исключением Xrn1 (см. Ниже), все основные белки обладают высокой валентностью взаимодействия (количество взаимодействующих молекул) и высокой связностью с другими белками Р-тельцов и РНК (≥ 4 непосредственно взаимодействующих молекул).[…] Эти особенности обычно должны обеспечивать более низкую концентрацию тел P и более быстрый и полный обмен ».
5) На рисунках 4 и 5 авторы измерили коэффициенты распределения нескольких мутантов Dcp2. Было бы важно продемонстрировать, что эти мутации существенно не влияют на стабильность и экспрессию белка, с помощью вестерн-блоттинга этих мутантов.
На рисунке 5 — рисунки с дополнениями 1B и 1C и на рисунке 7 — с рисунками приложений 1A и 1B, мы теперь показываем вестерн-блоттинг почти всех мутантов Dcp2, исследованных под микроскопом.Эти данные показывают, что белки, сравниваемые на одном рисунке, экспрессируются примерно на одном уровне. Мутанты, не исследованные с помощью вестерн-блоттинга, были исследованы с помощью флуоресцентной визуализации для сравнения общего уровня экспрессии в проанализированных клетках (фигура 6 — рисунок в приложении 1). Мутанты Dcp2, сравниваемые на рисунке 6, действительно экспрессируются на несколько разных уровнях, например, Dcp2C∆5H, который слабо делится на P-тельца, экспрессируется на ~ 30% выше, чем Dcp2C∆5H-h2, который делит намного сильнее (рисунок 6 и рисунок 6). — приложение к рисунку 1).Однако направление этой разницы фактически усиливает наш вывод о том, что нижнее разделение Dcp2C∆5H происходит не из-за пониженной экспрессии.
6) На рис. 5 авторы предполагают, что декапирующая активность Dcp2 влияет на коэффициент разделения и скорость восстановления. Однако, как авторы упоминают в тексте, неясно, связано ли это с увеличением цитоплазматической мРНК или прямым результатом каталитической активности Dcp2. Эта проблема может быть решена путем экспрессии вариантов Dcp2 в клетках дикого типа и индукции Р-телец с голоданием.
Благодарим рецензента за это предложение. Мы выполнили этот эксперимент, и результаты суммированы на новом рисунке 7. Вкратце, в условиях голодания динамика и распределение количества Р-телец одинаковы для двух мутантов, что позволяет предположить, что эти параметры в основном отвечают на мРНК. уровни при нарушении катализа. Однако общая доля материала в P-тельцах у каталитического мутанта во время голодания все же выше. Таким образом, этот параметр P-телец, по-видимому, является ответом на потерю каталитической активности.Из этих данных мы заключаем, что как увеличение уровней мРНК, так и потеря каталитической активности объясняют поведение мутанта WD.
7) На рис. 7 авторы обнаружили корреляцию между разделением Р-телец и валентностью взаимодействия белков. Это открытие было бы более убедительным, если бы авторы смогли продемонстрировать, что, когда валентность взаимодействия белка увеличивается, этот белок становится более концентрированным в Р-тельцах. Например, это можно сделать путем слияния клиентского белка с доменом каркасного белка, такого как Dcp2C ∆5H.Слитый белок должен обладать большей валентностью взаимодействия, и можно ожидать, что слитый белок будет больше концентрироваться в Р-тельцах. Этот эксперимент также усилит вывод, сделанный на рисунке 6.
Мы удалили рисунок 7 из статьи и больше не обсуждаем количественные отношения между валентностью и разделением. Проблема с вызовом одной только валентности состоит в том, что она игнорирует сродство (проблема, о которой мы упоминали в предыдущем тексте, но не особо подчеркивали), а сродство играет важную роль в разделении Dcp2.В исправленной рукописи мы рассмотрели это двумя способами. Во-первых, мы прямо заявляем, что данные здесь и в литературе показывают, что связывание РНК N-концевым доменом и связывание Edc3 с помощью HLM1 происходит с высокой аффинностью и сильно способствует разделению Dcp2, в то время как C-концевые элементы HLM имеют меньшее сродство и вносят меньший вклад (рис. 5). Во-вторых, мы провели эксперименты, аналогичные предложенным рецензентом. Мы добавили высокоаффинный Edc3-связывающий мотив, HLM1, как к Dcp2 ∆5H, который слабо разделяет, так и к Dcp2 дикого типа, который сильно разделяет.Мы обнаружили, что добавление HLM1 только увеличивает разделение первого белка (рис. 6D). Из этих данных мы заключаем, что когда сродство к Edc3 низкое (Dcp2 ∆5H), добавление дополнительного сайта связывания с высоким сродством может увеличивать разделение Dcp2. Но когда аффинность уже высока (дикий тип Dcp2), дальнейшее ее увеличение не имеет никакого эффекта. Этот результат, вероятно, является общим при рассмотрении рекрутирования белков в конденсаты.
Рецензент № 2:
[…]
Эта модель была получена группой Розена в предыдущем исследовании, в котором изучались свойства разделения фаз in vitro искусственного набора белков с различным количеством низкоаффинных связывающих мотивов (валентность).Модель предсказывает, что «каркасы» (белки, необходимые для сборки конденсата) демонстрируют высокое обогащение и высокую валентность, тогда как «клиенты» демонстрируют низкое обогащение и низкую валентность. В соответствии с моделью авторы отмечают грубую корреляцию между валентностью и обогащением среди исследованных белков тела 19 P (но см. Ниже). Чтобы проверить модель напрямую, они удалили связывающие мотивы в одном предсказанном «высокомалентном» белке Р-телец (Dcp2). Удивительно, но они не обнаружили сильной корреляции между валентностью и обогащением (многие мутанты Dcp2 не лежат в корреляциях на рисунке 7.Нам непонятно, как разрешить это несоответствие). Они также обнаружили, что некоторые известные клиенты (белки, не необходимые для сборки P-телец) демонстрируют сильное обогащение, вопреки модели. Несмотря на эти несоответствия, авторы продолжают утверждать, что их результаты подтверждают модель каркаса / клиента.
Мы тщательно пересмотрели текст и наш анализ наших данных, чтобы отреагировать на эту критику. Наиболее важно то, что мы удалили рисунок 7 и устранили все обсуждения, связанные с количественной корреляцией между валентностью и концентрацией P-тел.Как утверждает рецензент, одна только валентность не может объяснить наши данные о мутантах Dcp2. Теперь мы представляем гораздо более детальное представление о том, как, по-видимому, определяются концентрация и динамические свойства компонентов P-тела. Мы считаем, что связность взаимодействий (количество типов молекул, с которыми контактирует конкретная молекула) играет важную роль, поскольку большинство (6 из 7) высококонцентрированных белков также сильно связаны (≥4 партнеров по взаимодействию), и все слабоконцентрированные белки имеют низкую связность (≤2 партнеров по взаимодействию).Кроме того, было показано, что большинство (те же 6 из 7) сильно связанных молекул вносят вклад в сборку тел P, и ни одна из молекул с низкой связностью не делает этого. Тем не менее, связность — не единственный фактор, и сродство связывания и активные процессы также могут быть очень важны. В этом свете мы теперь обсуждаем, как взаимодействия N-концевого домена Dcp2 с РНК и элемента HLM1 с Edc3 имеют более высокое сродство, чем другие взаимодействия Dcp2, и, таким образом, играют более важную роль в определении концентрации белка в P-тельцах. (объясняя данные об удалении).Точно так же Xrn1 связывает РНК с высоким сродством. Таким образом, несмотря на то, что его связность низкая, он сильно сконцентрирован в P-телах и демонстрирует умеренную динамику. Что касается активных процессов, гидролиз АТФ с помощью Dcp2 также вносит вклад в динамику белка. Таким образом, связь важна, но не вся история в определении поведения молекул конденсата. Эти вопросы обсуждаются в новом Обсуждении.
Благодаря этим соображениям мы пришли к другому взгляду на то, как следует использовать понятия эшафота и клиента.Вместо того, чтобы классифицировать молекулы как каркас или клиент, мы теперь считаем, что эти термины следует использовать как дескрипторы. Молекула более подобна каркасу, если она играет большую роль в сборке Р-телец, и более подобна клиенту, если играет меньшую роль. Таким образом, мы можем объяснить тот факт, что разные молекулы по-разному влияют на делецию. Например. РНК, по-видимому, является наиболее подобным каркасу компонентом P-телец, поскольку ее удаление РНКазой разрушает конденсаты (что согласуется с тем фактом, что все 19 компонентов P-телец, количественно определяемые здесь, связывают РНК), в то время как Edc3 и Pat1 менее подобны каркасу, поскольку их делеционные штаммы сохраняют некоторые Р-тельца, хотя и меньшего размера, чем штаммы дикого типа.Напротив, все 12 изученных нами неосновных белков подобны клиенту, поскольку ни один из них не продемонстрировал значительного уменьшения сборки P-телец при удалении. Мы отмечаем, что связность (и, вероятно, центральность сети), по-видимому, играет роль в определении того, является ли молекула более похожей на каркас или более похожей на клиента, поскольку все наиболее связанные молекулы подобны каркасу (и более центральны в теле P. сеть взаимодействия) и молекулы с небольшим количеством подключений все похожи на клиентов (и более периферийны в сети).Эти вопросы обсуждаются в новом Обсуждении в новом разделе под названием «Общие принципы строительных лесов и клиентов в природном конденсате».
Очень удивительно, что авторы не рассматривают другие модели, которые могли бы лучше соответствовать их данным. Одна возможность состоит в том, что РНК функционирует как истинный каркас для Р-телец и что белки рекрутируются в Р-тельца в силу их сродства к РНК или другим белкам, которые связывают РНК. В этом отношении интересно, что компоненты мультибелковых комплексов обнаруживаются в примерно стехиометрических количествах в P-тельцах, что позволяет предположить, что комплексы сохраняются в конденсатах.В этой альтернативной модели высокого сродства к РНК одного белка в комплексе было бы достаточно для обогащения всего комплекса, даже если ни одна из других субъединиц в комплексе не связывается с другими компонентами P-тельца.
Насколько мы понимаем этот комментарий, рецензент предполагает, что Р-тельца образуются посредством взаимодействий между мРНК, а затем эти мРНК рекрутируют основные белки Р-тельца за счет связывания РНК с высоким сродством. Однако несколько наблюдений в литературе опровергают эту модель.Например, как мы указываем в рукописи, формирование Р-телец явно требует белок-белковых взаимодействий, поскольку генетически показано, что Dcp2, Edc3, Dhh2, комплекс Lsm1-7 и Pat1 способствуют образованию Р-телец (например, Decker et al. , 2007; Sheth, Parker, 2006; Hondele et al., 2019; Rao, Parker, 2017). Более того, механизмы, с помощью которых белки способствуют образованию P-телец, могут быть напрямую связаны со специфическими межбелковыми взаимодействиями, такими как димеризация Edc3 (Ling et al., 2008).Кроме того, некоторые белки нуждаются в других компонентах Р-телец для их повторного превращения в Р-тела. Напр., Dcp1 требует, чтобы Dcp2 рекрутировался в P-тела, а комплекс Lsm1-7 требует Pat1 (Teixeira and Parker, 2007). Таким образом, образование Р-телец и привлечение основных компонентов Р-телец к Р-тельцам требует взаимодействия белков.
Мы согласны с рецензентом в том, что РНК способствует образованию Р-телец. Явные данные свидетельствуют о том, что для образования Р-телец необходим пул нетранслирующих мРНК (Teixeira et al., 2005). Одна очевидная роль РНК состоит в обеспечении сайтов связывания для взаимодействующих белков, тем самым обеспечивая сборку Р-телец. В этой роли мы согласны с тем, что РНК функционирует подобно каркасу. Способствует ли РНК также образованию Р-телец посредством межмолекулярных взаимодействий РНК-РНК, еще предстоит установить. Тем не менее, модель, в которой РНК является единственным каркасом, который просто связывает белковые компоненты P-телец, маловероятна. Чтобы прояснить этот вопрос в рукописи, мы добавили этот аргумент в новое Обсуждение.
Более того, как описано выше, теперь мы представляем гораздо более подробный и детализированный вид сборки P-тела, который не зависит от простой бинарной классификации молекул как каркасов, так и клиентов. В пересмотренном Обсуждении также рассматривается вторая модель, предложенная здесь рецензентом, согласно которой высококонцентрированные белки образуют стехиометрический комплекс, который затем собирается на РНК с образованием более крупной структуры. Стехиометрический комплекс будет демонстрировать чрезвычайно высокую кооперативность при рекрутировании в P-тела, поскольку все элементы будут входить или выходить вместе.Хотя новый рисунок 3 действительно показывает корреляции между концентрациями Dcp2 в теле P с Edc3, Pat1 и Xrn1, корреляции недостаточно высоки (значения R Пирсона 0,6-0,7), чтобы предполагать стехиометрически определенную сборку, даже если белки имеют примерно равные значения. средние концентрации в конденсате. Кроме того, концентрации P-телец Pat1 и комплекса Lsm1-7 снижаются примерно в два раза у штаммов дикого типа в условиях голодания по глюкозе по сравнению со штаммами dcp1Δ , что опять-таки говорит против дискретной сборки.Эти аргументы представлены в новом абзаце Обсуждения.
Авторы также утверждают, что их анализ показывает, что относительно небольшое количество основных белков (7) составляет большую часть содержания белка в P-тельцах. Однако, поскольку другие компоненты P-тела, возможно, еще не обнаружены, это утверждение может быть только приближенным в настоящее время. Более того, даже если это правда, значение этой гипотезы неясно — белки, присутствующие в низких концентрациях в P-тельцах, могут играть важную роль.
Мы удалили это утверждение из текста.
В заключение, хотя в этом обзоре документируются концентрации и динамика значительного количества белков P-тела, оно, по-видимому, не дает существенного понимания «правил», которые регулируют состав P-тела. Модель, предложенная авторами, не согласуется с данными, и другие более правдоподобные модели не рассматриваются.
Как описано в нашем ответе на первый сводный комментарий в верхней части этого обзора, мы чувствуем, что наша работа выявила ряд новых и важных принципов, касающихся формирования и состава P-тел.В новом тексте представлено гораздо более подробное описание сборки P-тела, которое теперь согласуется со всеми нашими данными, и рассматривает множество различных механистических проблем и возможностей.
Рецензент № 3:
[…]
— Ограничения новизны. Уже было известно, что эти 9 белков являются основными белками P-тельца, которые также играют некоторую роль в функции P-тельца. Эти более ранние исследования также уже показали, что некоторые из этих белков содержат несколько доменов взаимодействия, через которые взаимодействуют компоненты P-тельца.
Как описано в ответе на Сводный пункт 1 в верхней части этого письма, мы считаем, что наша работа является новой во многих отношениях, включая то, что она является первым всеобъемлющим количественным анализом любого биомолекулярного конденсата. С помощью этого количественного анализа мы выявили два различных класса молекул на основе концентрации в структурах, чего нельзя было вывести из предыдущей работы, а также важную идею о том, что почти для всех компонентов только небольшая часть молекул присутствует в P тела.Анализ этих данных в свете известных молекулярных взаимодействий также выявил корреляции между физическим поведением компонентов P-тел и их молекулярной связностью, аффинностью связывания и активностью гидролиза АТФ. Опять же, это не могло быть выведено из предыдущих данных, поскольку они по своей сути зависят от нашего количественного анализа. Если рецензент сможет указать нам на соответствующую литературу, в которой документируется, что основные белки Р-телец, которые мы определяем как высокообогащенные, имеют более высокие коэффициенты разделения, чем другие идентифицированные компоненты Р-телец, мы были бы счастливы соответствующим образом отредактировать нашу рукопись.
— Пределы количественного анализа. Конфокальный анализ имеет четкие пределы пространственного разрешения, а количественные измерения основаны на интенсивности флуоресценции, а не на измерениях отдельных молекул. Поскольку все компоненты помечены одним и тем же флуорофором (GFP), нельзя использовать парный анализ или анализ более высокого порядка для определения различий между гранулами, занятости белков, корреляции между белками, чтобы, например, проверить, все ли компоненты находятся в грануле одновременно. , и с аналогичной концентрацией.
Как подробно описано выше, мы выполнили двухцветную визуализацию нескольких пар белков P-телец и обнаружили существенную кооперативность между их обогащением. Это привело нас к более детальному рассмотрению сборки P body, которая описана в практически полностью переписанном разделе «Обсуждение» рукописи.
— Неясная актуальность анализа DCP2. Анализ DCP2, похоже, не сильно улучшает выводы статьи. Вместо того, чтобы показывать, что этот белок поливалентен, как это было показано в прошлом рассечением доменов других «каркасных» белков, было бы информативно, если бы авторы предоставили, действительно ли «клиентские» белки имеют меньше доменов взаимодействия.
Наш анализ Dcp2 вскрыл механизмы, с помощью которых он обогащается внутри P тел. Хотя понятие многовалентности было продемонстрировано и для др. Белков, это рассмотрение предоставляет полезную информацию о Dcp2. Кроме того, в исследованиях Dcp2 мы обнаружили два ранее неизвестных свойства, которые, вероятно, имеют отношение к компонентам других конденсатов. Во-первых, мы обнаруживаем, что два фрагмента белка, которые только слабо разделяются на P-тельца по отдельности, при слиянии вместе сильно и совместно разделяются.Это происходит, даже если фрагменты связываются с разными компонентами P-тел, и, таким образом, не то же самое, что простая авидность. Когда мы приступили к работе, этот результат был для нас далеко не очевиден. Во-вторых, в новых данных, представленных на новом рисунке 6, мы обнаруживаем, что добавление элемента, связывающего Edc3 с высоким сродством к белку Dcp2, только увеличивает разделение на P тельца, когда Dcp2 имеет низкое сродство к Edc3. Когда сродство уже высокое, добавление дополнительных элементов привязки не имеет никакого эффекта. Таким образом, разделение компонента конденсата может быть насыщенным, вероятно, из-за ограниченных концентраций партнеров по связыванию.Опять же, это не был очевидный результат, когда мы начали эти эксперименты.
Что касается белков с поведением, подобным клиентскому (см. Ответ на пункт 1 сводки для нашего нового способа использования этого термина), как подробно описано выше, мы показываем в таблице 3 и на рисунке 2 — добавлении к рисунку 3, что все молекулы, которые слабо сконцентрированы в P Тельца имеют низкую связь с другими белками Р-телец и, как известно, не вносят значительный вклад в сборку Р-телец. Итак, действительно, поведение, подобное клиенту, коррелирует с ограниченным взаимодействием с другими компонентами тела Р.Корреляция не всегда верна в противоположном направлении. То есть существует небольшое количество белков, которые имеют лишь несколько связей с другими компонентами P-телец, но при этом сильно сконцентрированы в конденсате (Xrn1, Dcp1 и Pby1). Эти белки, как известно, обладают высоким сродством к другому высококонцентрированному компоненту P-тельца, который их привлекает. Эти вопросы теперь подробно рассматриваются в нашем обновленном Обсуждении.
[Примечание редакции: до принятия были предложены дальнейшие исправления, как описано ниже.]
Редакций:
Рецензенты сочли, что рукопись и работа вносят вклад в эту область, но необходимы некоторые исправления, чтобы учесть оговорки при интерпретации данных. Например, рецензент 2 считает, что термин «кооперативность» не поддерживается должным образом данными и что мРНК не рассматривается как компонент P-телец.
Мы изменили наше описание данных на Рисунке 5F, источнике этого утверждения, на «синергетический», в котором говорится, что эффект объединения двух компонентов вместе приводит к большему эффекту, чем сумма компонентов по отдельности.В случае Dcp2 конструкция Dcp2 300Δh2 имеет ПК, равное 2,5, а конструкция Dcp2C Δ5H имеет ПК, равное 3,5, в то время как конструкция Dcp2Δh2 Δ5H, которая объединяет Dcp2 300Δh2 и Dcp2C Δ5H, имеет ПК 31, что> 2,5 *. 3.5. Таким образом, система соответствует определению синергии. Теперь отметим, что этот эффект может быть результатом кооперативного связывания с молекулами в теле P.
В рукописи РНК упоминается как важный компонент P-тельца. Мы считаем, что этого достаточно, особенно с учетом того, что статья сосредоточена на описании белков Р-тел, а не РНК.
Reviewer 3 считает, что функциональные свойства изучены недостаточно, особенно с учетом специфичности (почему исключены некоторые мРНК и RBP?).
Наше исследование не пытается обратиться к функции P-тел. Это сложный вопрос, который потребует гораздо больше и других данных, чем мы реально можем поместить в рукопись. Наша работа действительно затрагивает специфичность рекрутирования белков в значительной степени посредством идеи синергетического рекрутирования Dcp2 в P тельца.То есть, резидентные белки часто содержат несколько слабых элементов рекрутирования, и, как следствие, белки, которые содержат мало таких элементов, рекрутируются плохо, если вообще рекрутируются. Рекрутирование РНК может следовать схожим принципам, и теперь мы прямо упоминаем эту идею.
Рецензент № 2:
В этой в значительной степени отредактированной рукописи авторы сообщают о всесторонней количественной оценке составляющих белков биологического конденсата, обедненных Dcp1 Р-телец дрожжей. Благодаря этому они идентифицировали семь белков «ядра» Р-тельцов, которые существенно разделены, имеют высокую концентрацию и медленную подвижность при обогащении Р-тельцами (рис. 1 и 2).Концентрация этих семи белков в тельцах P положительно коррелирует, что согласуется с предыдущими данными, показывающими, что эти белки взаимодействуют биохимически (рис. 3). Сообщенные параметры обогащения кажутся похожими, когда обедненные Dcp1 P-тельца сравниваются с P-тельцами дикого типа при голодании по глюкозе, однако Dcp1 и его партнер по связыванию Pby1 отсутствуют, и деградация РНК является дефектной в модели P-тельцов, используемой на протяжении всего анализа. Таким образом, хотя на уровне их биофизического анализа P-тела, обедненные Dcp1, кажутся похожими на P-тела в физиологических условиях, функционально эти «P-тела» различны.Это снижает актуальность данного исследования.
Автор обзора прав в том, что мы изучали Р-тельца в 2 различных условиях, только одно из которых является диким типом. Отметим, что это не полностью отличается от большинства исследований в этой области. Например, большинство анализов стрессовых гранул индуцируют в них мышьяк, токсин, который редко встречается в естественной биологии. Многие другие исследования связаны с избыточной экспрессией отдельных компонентов, что также является нефизиологической ситуацией.Тем не менее, такой анализ имеет существенное значение для понимания принципов, по которым собирается конденсат, и мы считаем, что наше исследование проводится в том же духе. В то время как Dcp1 — / — P тельца и P тельца дикого типа, лишенные глюкозы, могут иметь разные функции, что поразительно, так это то, что их составы тесно связаны. Кроме того, сохраняются ключевые паттерны состава — небольшое количество высококонцентрированных белков и большее количество слабоконцентрированных белков — что является важной особенностью этих клеточных структур, которая, насколько нам известно, не была исследована в других местах (даже 3 недавно опубликованных Cell в статьях о стрессовых гранулах указаны только коэффициенты распределения, в которых отсутствует информация относительно абсолютных концентраций, указанных здесь).
На рис. 4 авторы наблюдают, что концентрации корового белка в Р-теле в значительной степени не зависят от стрессовых условий, однако авторы рассматривали только белковые компоненты, в то время как регулируемым субъектом стрессовых Р-телец являются мРНК, а не белки.
Мы заявляем, что наши данные не касаются изменений в содержании мРНК во время голодания: «… и они не говорят о секвестрации / хранении РНК…». Мы также отмечаем, что основной смысл рисунка 4 состоит в том, чтобы показать, что для большинства белков Р тельца существенно не истощают количество молекул из цитоплазмы, не сравнивая Dcp1 — / — и Р тельца дикого типа, лишенные глюкозы.Если обозреватель заинтересован, недавние результаты, полученные на клетках млекопитающих, предполагают, что состав мРНК P-тельца, по-видимому, в значительной степени регулируется скоростью их трансляции, возможно, с дополнительным вкладом от длины поли (A) хвоста (Matheny et al., 2019) .
Затем авторы анализируют локализацию P-тел DCP2 в двойных нуль-мутантах Dcp1, Dcp2, которые все еще образуют некоторые P-тела (хотя на рис. S1A показано только присутствие небольших структур, подобных «P-телу», но без количественного сравнения с контрольными P-тельцами, в дикого типа при голодании по глюкозе и истощении Dcp1).
Мы не совсем уверены, о чем здесь спрашивает рецензент, поскольку мы количественно оценили PC и динамику для различных повторно экспрессируемых мутантов Dcp2. Теперь мы количественно оценили распределение по размеру точки Edc3 в двойном нулевом мутанте Dcp1, Dcp2, показанном на рисунке S5A (рисунок S1A не имеет отношения к этим экспериментам; мы предполагаем опечатку от автора обзора), и сообщаем, что на рисунке 5 — дополнение к рисунку 1А.
В исследованиях делеций авт. Обнаруживают, что различные домены Dcp2 вносят вклад в разделение P тел и обнаруживают некоторую избыточность между доменом h2 и др. Спиральными доменами в CTP.Авторы приходят к выводу, что элементы в Dcp2 действуют «кооперативно». Однако их данные показывают аддитивность или, в лучшем случае, синергию, но не кооперативность. Чтобы использовать термин кооперативность, авторам необходимо продемонстрировать, что начальное событие связывания увеличивает сродство связывания последующих событий связывания.
Как указано выше, мы изменили наше описание данных на рисунке 5F, источника этого утверждения, на «синергетический», в котором говорится, что эффект объединения двух компонентов вместе приводит к большему эффекту, чем сумма компонентов по отдельности.В случае Dcp2 конструкция Dcp2 300Δh2 имеет ПК, равное 2,5, а конструкция Dcp2C Δ5H имеет ПК, равное 3,5, в то время как конструкция Dcp2Δh2 Δ5H, которая объединяет Dcp2 300Δh2 и Dcp2C Δ5H, имеет ПК 31, что> 2,5 *. 3.5. Таким образом, система соответствует определению синергии. Теперь отметим, что этот эффект может быть результатом кооперативного связывания с молекулами в теле P.
Авт. Используют исследование структуры-функции DCP2, чтобы доказать, что связность, аффинность и каталитическая активность являются тремя основными факторами для рекрутирования DCP2 P телец и размера и количества P телец.Однако необходимо провести более конкретные эксперименты, чтобы укрепить этот аргумент или обобщить открытие для других компонентов P-телец или других типов RNP-телец: 1) проведение исследования делеции домена / сайта связывания на Edc3 или других коровых белках; 2) добавление валентного или высокоаффинного сайта связывания к клиентоподобному белку, чтобы превратить его в каркас (достаточность). 3) Тестирование модели с белками каркаса стрессовых гранул.
Мы согласны с тем, что наши аргументы будут подкреплены дополнительными экспериментами, которые запланированы для дополнительных проектов и публикаций в будущем.
В целом, это исследование технически выполнено хорошо, но довольно ограничено по своему содержанию или новизне. Истинное функциональное считывание отсутствует, поскольку экспериментальная установка не связана с функцией P-тельца (например, уровнем РНК в различных гранулах и активностью по удалению колпачков). Рукопись можно легко сжать до четырех рисунков, каждая из которых представляет собой одну точку для характеристики конкретного типа конденсата: Рисунок 1 и 2: обогащение определенных факторов в P-телах, Рисунки 3 и 4 соотношение концентраций между компонентами и в различных условиях. и рисунки 5 и 6, структурный анализ одного компонента, предполагающий частичную избыточность между CTD-спиралями, и рисунок 7 с исследованиями, касающимися связывания РНК.
Мы согласны с тем, что мы не пытались рассматривать функцию тела P в этой работе. Мы считаем, что такой анализ потребует отдельной публикации. Учитывая отсутствие ограничений по фигурам в eLife , мы не сжимали данные в меньшее количество цифр, так как мы опасаемся, что это затруднит чтение и понимание статьи (например, рисунок 4 не предназначен для сравнения различных условий, но скорее, чтобы подчеркнуть, что большинство молекул не присутствует в P-тельцах для большинства видов.Отсюда его название: «Р-тельца не сильно секвестрируют свои резидентные белки».
Рецензент № 3:
В этой переработанной рукописи Xing et al. проанализировать обогащение и динамические свойства белков тельца ~ 20 P в дрожжах. Описательная часть исследования достаточно обширна (31 белок включен в первоначальный обзор, 19, численность которых была определена количественно) и предполагает существование двух групп: белки, сильно обогащенные P-тельцами, некоторые из которых также необходимы для сборки P-телец — и менее обогащенные белки — меньшее количество которых влияет на сборку P-телец.Исходя из этого, авторы предполагают, что P-тельца «биохимически проще, чем предполагает протеомика». В лучшем случае это предположение, а в худшем — грубое упрощение, поскольку изобилие не обязательно является предиктором функции, особенно для ферментов.
Для ясности мы изменили вывод на «композиционно проще, чем предполагает протеомика». Это должно устранить основную озабоченность рецензента. Однако мы отмечаем, что наши данные на рисунке 4 противоречат утверждению рецензента о том, что численность не предсказывает функцию.Этот рисунок показывает, что для почти всех белков, обогащенных Р-тельцами, подавляющее большинство молекулярных видов составляют , а не в организме, а скорее присутствуют в цитоплазме. Для всех молекул, кроме 6 верхних, менее 20% находится в теле, даже при консервативной поправке на ненаблюдаемые субдифракционные Р-тела (без этой поправки значение падает до 8%). Таким образом, трудно утверждать, что количество P-тельца имеет большое значение для общей активности этого вида в клетке.Есть способы обойти эту проблему, включая, например, огромное увеличение удельной активности (активности на молекулу) внутри P-тельца по сравнению с цитоплазмой или совместную концентрацию нескольких молекул в каскаде. Но это требует дополнительных предположений, и, по нашему мнению, точка зрения первого порядка состоит в том, что изобилие действительно играет важную роль в определении биохимических функций, возникающих из конденсатов, и, поскольку только небольшое количество молекул является высококонцентрированным, компартменты фактически являются , вероятно, будет биохимически проще, чем можно представить из исследования протеомики, которое не определяет концентрации и, таким образом, по существу взвешивает все компоненты одинаково.
Во второй части исследования они авторы исследуют домены в DCP2, необходимые для локализации P тела, и идентифицируют множественные домены, которые, по-видимому, функционируют частично избыточно. Они пришли к выводу, что совокупность синергических взаимодействий управляет сборкой P-телец, что было сделано несколькими другими исследованиями (рассмотренными в Lu Na and Slavoff, 2018), включая анализы in vitro (Shutz et al., 2017).
В целом, у нас осталось исследование, которое будет полезным справочным материалом для будущих исследований тела P, но оно не соответствует обещанию «принципов состава и специфичности».В частности, вопрос специфичности (почему не все РНК-связывающие белки локализуются в P-тельцах?) Напрямую не рассматривается. Авторы проводят исследования структуры-функции только одного белка Р-тельца и никогда не рассматривают, что исключает другие РНК-связывающие белки из Р-тельцов.
Как указано выше, мы считаем, что наша работа действительно затрагивает специфичность рекрутирования белков в значительной степени посредством идеи синергетического рекрутирования Dcp2 в P тельца. То есть, резидентные белки часто содержат несколько слабых элементов рекрутирования, и, как следствие, белки, которые содержат мало таких элементов, рекрутируются плохо, если вообще рекрутируются.Рекрутирование РНК может следовать схожим принципам, и теперь мы прямо упоминаем эту идею.
Наша работа также предполагает, что другие связывающие РНК белки действительно накапливаются в P-тельцах, но их уровень просто отражает количество доступных сайтов связывания в мРНК P-тельца. В частности, хотя РНК-связывающий белок MS2 обычно не накапливается в Р-тельцах, добавление множества сайтов связывания для этого белка в мРНК, резидентную в Р-тельцах, может привести к накоплению MS2 в Р-тельцах.Во-вторых, мы действительно наблюдаем другие РНК-связывающие белки в Р-тельцах, просто они менее эффективно делятся на Р-тельца, чем основные компоненты (рис. 1).
Мы отмечаем, что исключение молекул из конденсата (PC <1) будет очень трудно наблюдать и значимо количественно оценить в клетках, учитывая небольшой размер структур. Более того, более вероятно, что большинство молекул просто не будет задействовано (PC ~ 1), чем будет открыто исключено; мы не знаем о молекулах, исключенных из P-тел.В общем, физические механизмы, которые позволяют исключить образование конденсатов in vivo, вообще не поняты и выходят далеко за рамки настоящего исследования.
Мы также отмечаем, что, насколько нам известно, это первый раз, когда синергизм был количественно продемонстрирован для рекрутирования белка в конденсат in vivo. Упомянутая выше работа Sprangers интересна, но проводится исключительно in vitro. В клетках, чтобы заявить о синергии, необходимо удалить белок, а затем количественно оценить коэффициенты разделения для различных фрагментов при повторном введении индивидуально и вместе, как мы это сделали.Нам неизвестно, чтобы такой уровень количественного анализа проводился где-либо еще.
Дополнительные комментарии:
1) Авторы не последовательны в описании CTD. Во-первых, они предполагают, что «N-концевой домен, HLM1 и C-концевой домен — все необходимы для эффективного разделения и поддержания характерной медленной динамики Dcp2». Однако позже они говорят, что «удаление CTD не влияет на ПК с полноразмерным Dcp2». Представленные данные предполагают, что C-концевой домен не требуется (300-конец), но может компенсировать отсутствие HLM1.
Благодарим рецензента за обнаружение этого несоответствия. Мы изменили первое утверждение на «Поскольку N-концевой домен и HLM1 необходимы для эффективного разделения и поддержания характерной медленной динамики Dcp2, а C-концевой домен может компенсировать отсутствие HLM1, мы заключаем, что элементы, управляющие разделением и динамика распределяется по белку ».
2) Неповрежденный С-концевой домен никогда не тестируется; вместо этого авторы использовали CTD с 5 мутированными доменами HLM.Хотя авторы подразумевают, что эта версия CTD имеет более слабую связь с телами P, данные не показаны, и из текста неясно, почему была использована эта версия CTD.
У нас были эти данные, и теперь мы показываем их на рисунке 5 — рисунок в приложении 1С.
3) Для данных на фиг. 7 авторы используют конструкции DCP2 с пониженным связыванием с Edc3, чтобы исследовать роль связывания РНК и активности снятия колпачка в ассоциации P-телец. Однако неясно, почему связывание РНК изучали с использованием мутанта Dcp2 300, а декапирование изучали на мутанте Dcp2Δh2.
Это были по сути исторические особенности работы, связанные с тем, когда мы получали различные конструкции. Мы не считаем, что различия здесь влияют на наши выводы.
4) Рисунок, сравнивающий концентрацию тел P / коэффициент распределения и скорости обмена для различных мутантов DCP2 (аналогично рисункам 2A и B), может быть более интуитивным способом сравнения всех различных мутантов DCP2, использованных в этом исследовании.
Мы считаем, что, хотя в некоторых отношениях такой сюжет может помочь, в других он отвлекает внимание и не включает его.Главный недостаток состоит в том, что на рисунке 2 мы специально подчеркиваем корреляцию между концентрацией тел P и обменными курсами. Но точки на рисунках 5 и 6 отличаются, и они сосредоточены на понимании различных аспектов рекрутирования Dcp2.
5) Исследования структурной функции DCP2 идентифицируют домены в DCP2, которые способствуют локализации P-телец. Достаточно ли этих доменов, чтобы направить белок, не являющийся P-телом, в P-тела, не решается. Без таких «достаточных» экспериментов остается неясным, можно ли обобщить результаты для DCP2 для других белков.Например, они предполагают, что Xrn1 стабильно рекрутируется из-за его высокой аффинности связывания РНК, однако эта гипотеза не объясняет, почему другие высокоаффинные связывающие РНК белки исключаются из P тельцов.
В этом комментарии рассматриваются два момента. Во-первых, могут ли домены внутри Dcp2, которые способствуют локализации P-телец, действовать доминирующим образом. По сути, мы продемонстрировали этот феномен с GFP как чужеродным белком. Связанный с этим вопрос, но один выходит за рамки этой рукописи: может ли нацеливающий домен P-тельца Dcp2 перекрывать свойства других связывающих РНК белков, которые либо исключают их из P-тельцов, либо нацеливают эти связывающие РНК белки на другие конденсаты.Мы согласны с тем, что это будет интересный вопрос, и рассмотрим его в дальнейшей работе.
Второй вопрос, который поднимает рецензент, заключается в том, что мы не понимаем, почему другие связывающие РНК белки, которые могут связывать РНК с высокой аффинностью, не сильно разделяются на Р-тельца. Два наблюдения предполагают, что другие связывающие РНК белки действительно накапливаются в Р-тельцах, но их уровень просто отражает количество доступных сайтов связывания в мРНК Р-тельцов. В частности, хотя РНК-связывающий белок MS2 обычно не накапливается в Р-тельцах, добавление множества сайтов связывания для этого белка в мРНК, резидентную в Р-тельцах, может привести к накоплению MS2 в Р-тельцах.Во-вторых, мы действительно наблюдаем другие РНК-связывающие белки в Р-тельцах, просто они менее эффективно делятся на Р-тельца, чем основные компоненты (рис. 1).
6) В конце обсуждения авторы вводят концепцию авидности, когда множественные взаимодействия приводят к сильному связыванию. Возможно, будет полезно познакомить вас с этой концепцией раньше.
Теперь мы представили идею жадности в разделе результатов на рисунке 5.
https://doi.org/10.7554 / eLife.56525.sa2Аминокислотный состав белков
Опубликованные данные по аминокислотному анализу различных белков были пересчитаны для получения наборов значений, представляющих единичное или среднее определение для 80 отдельных белков в виде аминокислотных остатков / 100 остатков в каждом белке. Эти значения, представленные в виде гистограмм, позволяют предположить, что наличие отдельной аминокислоты в белках в целом может быть определено средним значением и его стандартным отклонением.Это было проверено путем сравнения гистограмм с гистограммами, ожидаемыми от вычисленного среднего, в предположении гауссова распределения. Согласие было в целом удовлетворительным, если принять во внимание непредвиденные обстоятельства. В случае триптофана согласие было плохим, потому что было аномально большое количество случаев, когда не встречались. Было сочтено, что это, вероятно, отражает известные трудности при анализе этой аминокислоты.
Наличие определенных аминокислот в отдельных белках не следовало какой-либо заметной закономерности, и нельзя было установить какую-либо корреляцию между аминокислотным составом и функцией.Однако было возможно ранжировать 80 белков в соответствии с их отклонением от «среднего белка», выведенного из средних значений для каждой аминокислоты. Те белки в середине рейтинга были средними в более обычном смысле: они не были ни близки к «среднему белку», ни необычно далеки от него. Эти результаты интерпретируются как показывающие, что все белки основаны на общем образце аминокислотного состава. На основании имеющихся данных это может быть достаточно хорошо представлено следующими значениями:
Asp 25, Glu 24, Leu 20, Ala 19, Gly 17, Ser 17, Val 16, Lys 15, Pro 13, Thr 13, Ben 11, Arg 10, Phe 10, Tyr 8, His 5, Met 4, CyS 3, Try 3.
Это количество остатков, составляющих «средний белок» из 233 остатков и с молекулярной массой 25 700.
