5.8 : Protein Complex Assembly

Większość białek nie funkcjonuje jako w pełni rozciągnięte łańcuchy polipeptydowe, ale łączy się w zwarte kompleksy wieloskładnikowe. Podczas składania kompleks wzrostowy musi odróżnić swoje specyficzne składniki od mieszaniny setek różnych gatunków białek i niebiałek obecnych w komórce.

Kompleksy białkowe mogą być homomeryczne, składające się z kilku kopii tego samego łańcucha polipeptydowego, lub heteromeryczne, złożone z wielu odrębnych łańcuchów polipeptydowych lub składników niebiałkowych.

Zazwyczaj białka posiadają wszystkie niezbędne informacje do samoorganizacji w funkcjonalne kompleksy ze swoich składników z szybkością i precyzją.

Wiele wirusów może samoorganizować się, tworząc w pełni funkcjonalną jednostkę, wykorzystując zainfekowaną komórkę gospodarza do produkcji wszystkich niezbędnych składników.

Na przykład w wirusie mozaiki tytoniu podjednostki białka płaszcza samoorganizują się w pojedyncze pierścienie in vitro. Cząsteczka RNA wiąże się w środku rosnącej helisy, aby wytworzyć aktywnego wirusa.

Jednak w niektórych kompleksach białkowych samoorganizacja jest spowodowana tylko mutacją lub chorobą.

Hemoglobina, białko przenoszące tlen znajdujące się w czerwonych krwinkach, jest tetramerem dwóch podjednostek alfa i dwóch podobnych podjednostek beta. Jednak w niedokrwistości sierpowatokrwinkowej zmutowana hemoglobina ma hydrofobową łatkę, która zwiększa powinowactwo między tetramerami hemoglobiny, powodując ich agregację w nieprawidłowy zespół włókien hemoglobiny.

Włókna te zmieniają kształt komórek krwi z sferoidalnego na półksiężyc, zatykając w ten sposób naczynia krwionośne.

Chociaż wiele białek samoorganizuje się bez pomocy zewnętrznej, czynniki składające, takie jak molekularne białka opiekuńcze, pomagają składnikom białka w składaniu się w stabilny i funkcjonalny kompleks.

Proteasom 26S, maszyneria molekularna, która pomaga w regulowanej degradacji białek, składa się z dwóch odrębnych podkompleksów: cząstki rdzenia 20S w kształcie beczki i dwóch czapeczek cząstek regulatorowych 19S. Każdy podkompleks składa się ponadto z kilku podjednostek białkowych.

Wiele białek opiekuńczych dedykowanych proteasomom integruje te podjednostki w ich odpowiednie podkompleksy. Na koniec białka opiekuńcze łączą podkompleksy w kompletny kompleks proteasomowy.