Ужёл из жизни известный исследователь внутриклеточного транспорта молекул, нобелиат 1999 года Г. Блобел. Он родился в Германии в 1936 г. Окончил в 1960 г. университет в Тюбингене, защитил докторскую в США, с 1967 г. работал в Рокфеллеровском университете (с 1983 г. — профессор).

Будучи ребёнком, Блобел в 1945 г. стал свидетелем  разрушения Дрездена от бомбардировок. В 1990-х он основал благотворительную организацию «Друзья Дрездена», цель которой восстановить этот город, а также культурные объекты в других частях Германии; он пожертвовал на это всю свою Нобелевскую премию.

В «Новостях науки» январского номера ХиЖ за 2000 г. я писал об очередных лауреатах главной научной премии.

ФИЗИОЛОГИЯ И МЕДИЦИНА

Лауреатом стал 63-летний немец Гюнтер Блобел, уже более 30 лет живущий в США, за исследования внутриклеточного распределения и транспорта белков. Он работает в Рокфеллеровском университете Нью-Йорка, два сотрудника которого — К. де Дюв и Дж. Паладе уже получили в 1974 г. высшую научную награду именно за изучение структурной и функциональной организации клетки (Блобел считает Паладе своим учителем).

После синтеза на рибосоме каждый белок должен попасть в место своего назначения — определенный внутриклеточный отсек или органеллу. Так, известно, что в митохондриях часть их белков закодирована в их собственных ДНК и эти белки производятся непосредственно в них, а часть — в хромосомах клеточного ядра, и они попадают в митохондрии извне. Значит, идет как бы внутренняя секреция белков — их перенос через мембраны эндоплазматического ретикулу- ма или органелл. Однако большинство белков гидрофильны, поэтому самостоятельно преодолеть липидные барьеры они не могут — им требуется помощь специальных белковых комплексов (пермеаз), расположенных в мембране. При этом перемещение белковой цепи через мембрану может быть сопряжено с ее синтезом на рибосоме (с процессом трансляции); иначе говоря, происходит направленная, «векторная» трансляция — такую гипотезу развивал Блобел с коллегами в 70-е годы.

Эксперименты показали, что белковая молекула попадает в нужный отсек в соответствии с ее «адресной биркой» — сигнальной цепочкой из 15—30 аминокислот, расположенной в начале синтезируемой на рибосоме поли- пептидной цепи (поэтому ее называют также «лидерной цепочкой», или просто «лидером»). Как только лидер-бирка сходит с рибосомы, с ним связывается особый, сигнал- узнающий белок, который затем стыкуется со своим пермеазным комплексом на мембране, поэтому рибосома оказывается с ней в тесном контакте. В результате в этом месте мембраны возникает пора, и через нее проталкивается лидер, который тянет за собой — по мере ее удлинения — всю синтезируемую полипептидную цепь; затем мембранная протеаза отщепляет лидерную цепочку. (Все это напоминает продергивание нитки вслед за швейной иглой, которую тоже в итоге «откусывают».)

В лаборатории Блобела удалось выяснить многие детали этих процессов, и они уже вошли в учебники. Правда, такой способ белкового транспорта, видимо, не универсален — есть белки, проникающие через мембрану по-иному, например когда полипептидная цепь образует гидрофобные «шпильки», внедряющиеся в липидный бислой и помогающие транслокации всего белка (чему могут способствовать мембранный потенциал и поток протонов).

Вообще проблема переноса через мембраны различных макромолекул, скажем, нуклеиновых кислот, еще далека от решения. В то же время известно, что неправильное их распределение приводит к различным патологиям. Поэтому знание топографии белков и других молекул, понимание механизмов их транспорта важно и для медицины; в частности, оно позволит доставлять лекарства точно по адресу — не только в нужные клетки, но и в нужные отсеки внутри них.