10.8 : Molecular Chaperones and Protein Folding

Из-за того, как они синтезируется в клетке, большинство белков не складываются спонтанно в их естественную конформацию, но требуют специальный класс белков, называемых шапероны, чтобы помочь им сложиться. Из нескольких типов обнаруженных молекулярных шаперонов в прокариотах и эукариотах, два крупных семейства это белки теплового шока Hsp70 и Hsp60. В правильно сложенном состоянии белка, гидрофобные пятна спрятаны внутри.

При неправильной сворачивании белков гидрофобные участки экспонируются. Такие патчи на разных молекулы белка могут быть связаны друг с другом, что ведёт к необратимой агрегации белка. Шапероны распознает открытые гидрофобные участки и предотвращают аггрегацию белка, стимулируя сворачивание белков.

Механизм Hsp70 часто действует до того, как белок оставляет рибосому, с каждым мономером, связанным с АТФ, распознающим небольшой участок гидрофобной аминокислоты на белковой поверхности. Набор более мелких белков Hsp40 взаимодействует с этим комплексом И запускает гидролиз АТФ. В результате части Hsp70 смыкаются, как челюсти, захватывая развернутый внутри белок.

Далее ATФ связывается комплекс вновь, индуцируя диссоциацию Hsp70 и релиз связанного полипептида, позволяя ему пересложиться"Если сворачивание не происходит достаточно быстро, полипептид может снова сработать. И процесс повторяется, пока белок не будет свёрнут в свою родную конформацию. Или, полностью синтезированный и частично свёрнутый полипептид может быть доставлен к шаперонинам.

Шаперонины большие, цилиндрические белковые комплексы, которые обеспечивают изолированную камеру для сворачивания белка, с одной половиной симметричного цилиндра, работающей с одним белком-клиентом за раз. В E.coli, система шаперонинов называется GroEL/GroES, в то время как ееэукариотический аналог называется Hsp60. Неправильно сложенный белок захватывается гидрофобными взаимодействиями с открытой поверхностю отверстия.

Эта первоначальная привязка часто помогает разложить неправильно сложенный белок. Как только белок будет внутри, АТФ-связывание запечатывает камеру кэпом. Внутренняя часть камеры выстлана гидрофильными поверхностями, где белок может быть свёрнут в изоляции.

Гидролиз АТФ ослабляет связывание кэпа. Связывание дополнительных Молекул ATФ выталкивает крышку. Субстратный белок, в сложенном состоянии или нет, высвобождается из камеры.