WikiSort.ru - Не сортированное

Протами́ны — низкомолекулярные основные белки в ядрах сперматозоидов большинства групп животных. Составляют фракцию основного белка в зрелой сперме рыб.

Функция

Протамины служат для организации хроматина в ядрах сперматозоидов, замещая в нем гистоны.

В ядрах соматических клеток и яйцеклеток ДНК ассоциирована с гистонами. Хроматин предшественников сперматозоидов, сперматогоний, содержит основные гистоны, связанные с кислотной ДНК, однако во время сперматогенеза на стадии сперматид гистоны удаляются из ядра, и ДНК связывается протаминами, образуя нуклеопротамины.

Это позволяет значительно плотнее конденсировать хроматин и уменьшить размер ядра сперматозоида. В отличие от хроматина с участием гистонов, хроматин с участием протаминов неактивен — в ядре сперматозоидов невозможны процессы транскрипции.

Состав и видовое разнообразие протаминов

Молекулярная масса протаминов составляет 4-12 КДа, протамины рыб содержат до 35 аминокислотных остатков, протамины птиц и млекопитающих - чаще всего 50-60 аминокислотных остатков. Протамины беспозвоночных пока малоизучены, однако известно, что протамины моллюсков, в отличие от протаминов позвоночных, содержащих большое (до 90% у некоторых рыб) количество аргинина, содержат также и значительное количество лизина. Особенностью состава протаминов млекопитающих является достаточно высокое содержание цистеина (при содержании аргинина 47-61%), что ведет к образованию дисульфидных мостиков со сшивкой мономерных протаминов.

У костистых рыб протамины представлены большим числом форм - так, у форелей обнаружены шесть различных протаминов с близкой аминокислотной последовательностью.

Протамины спермы большинства видов млекопитающих представлены единственной формой P1, длиной от 35 (обезьяна Semnopithecus priam) до 69 (поссум Pseudochirops cupreus) аминокислотных остатков^[1], единственным исключением на настоящее время являются люди и мыши, у которых синтезируются формы протаминов - короткий P1 (51 аминокислотный остаток у обоих видов) и длинный P2 (102 и 107 остатков соответственно). Протамин P2 и человека, и мыши подвергается посттрансляциионной модификации, расщепляясь на фрагменты^[2],[3] с последующей их сшивкой дисульфидными мостиками по цистеиновым остаткам.

Вместе с тем практически у всех млекопитающих присутствуют оба гена, кодирующи протамины P1 и P2, но ген P2 слабо экспрессируется^[4]

Аминокислотная последовательность протамина P1 человека^[5]

        10         20         30         40         50
MARYRCCRSQ SRSRYYRQRQ RSRRRRRRSC QTRRRAMRCC RPRYRPRCRR 
H

Дисульфидные мостики:

• Внутримолекулярный: 40 - 48
• Межмолекулярные: 6, 39

Аминокислотная последовательность протамина P2 человека^[6]

        10         20         30         40         50
MVRYRVRSLS ERSHEVYRQQ LHGQEQGHHG QEEQGLSPEH VEVYERTHGQ 
        60         70         80         90        100
SHYRRRHCSR RRLHRIHRRQ HRSCRRRKRR SCRHRRRHRR GCRTRKRTCR 
RH

Свойства

• Хорошо растворяются в воде, кислой и нейтральной среде.
• Осаждаются щелочами.
• Отсутствует денатурация при нагревании.
• Образуют соли с кислотами и комплексы с кислыми белками.

Использование в фармакологии

• Для замедления всасывания инсулина, его смешивают с малорастворимым комплексом протаминов (назван по автору нейтральный протамин Хагедорна, обозначается аббревиатурой «НПХ» или «NPH» в названии).
• Сульфат протамина служит антидотом при применении гепарина в качестве препарата с противосвертывающим (антикоагуляционным) действием. 1 мг сульфата протамина нейтрализует 100 МЕ гепарина. В среднем нейтрализация наступает в течение 5 минут после внутривенной инъекции сульфата протамина.

Литература

• Balhorn R. The protamine family of sperm nuclear proteins // Genome Biol. 2007; V.8. N.9. P.227. - https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2375014/

См. также

• Гистоны
• Андекса

Примечания

1. ↑ protamine P1 search // Uniprot
2. ↑ Yoshii, T. (2005-10-11). “Fine resolution of human sperm nucleoproteins by two-dimensional electrophoresis”. Molecular Human Reproduction. 11 (9): 677—681. DOI:10.1093/molehr/gah217. ISSN 1460-2407 1360-9947, 1460-2407 Проверьте параметр |issn= (справка на английском). Проверено 2017-04-28.
3. ↑ Carre-Eusebe, D.; Lederer, F.; Le, K. H. D.; Elsevier, S. M. (1991). “Processing of the precursor of protamine P2 in mouse. Peptide mapping and N-terminal sequence analysis of intermediates”. Biochemical journal. 277 (1): 39—45. Проверено 2017-04-28.
4. ↑ Urich, Klaus. Comparative Animal Biochemistry. — Springer Science & Business Media, 2013-04-17. — P. 33-34. — ISBN 978-3-662-06303-3.
5. ↑ HSP1_HUMAN Sperm protamine P1 // Uniprot
6. ↑ PRM2_HUMAN // Uniprot