Механізм утворення нативной структури білків шаперонами






    Головна сторінка





Дата конвертації02.10.2017
Розмір4.45 Kb.
ТипСтаття

• Молекулярні шаперони зв'язуються з білками в люмен і забезпечують освіту їх нативної структури.

Після того як новообразующимися поліпептиди піддалися переносу і модифікації, у них починає утворюватися нативная структура. Освіта нативних структур білків є один з найбільш активних процесів, що відбуваються в люмен ЕПР, куди постійно надходять транслоцироваться білки.

Оскільки білки, що володіють дефектної нативной структурою, становлять велику небезпеку для клітини, одна з головних функцій ЕПР полягає в контролі за нативной структурою білків, що вступають на секреторний шлях. Для цього в ЕПР існує активна система контролю якості, яка розпізнає нескрученние або неправильно скорочення білки і або забезпечує їм можливість прийняти правильну нативную конфігурацію, або викликає їх деградацію.

Для освіти нативной структури в ЕПР (ЕПР) характерні ті ж проблеми, що і для її утворення в цитоплазмі. Рушійною силою при формуванні нативної структури білка є гідрофобні взаємодії: гідрофобні домени виявляють тенденцію зв'язуватися один з одним, а не залишатися в водному оточенні.

Однак гідрофобні домени можуть зв'язуватися неправильним чином, що призводить до дефектної нативной структурі білка або до його агрегації при взаємодії з іншими білками. In vivo молекулярні шаперони сприяють утворенню нативной структури білка, забезпечуючи належний оточення для протікання цього процесу і контроль за його результатами. Структурні перебудови можуть повторюватися до тих пір, поки білок не придбає правильну нативную конформацию.

Шаперони в в ЕПР (ЕПР) дуже активні і складають основу системи контролю структури білка. Поки білок пов'язаний з шаперонами, він не може вийти з ЕПР і транспортуватися в апарат Гольджі.

Багато поширені шаперони ЕПР споріднені шаперон цитозоля. В люмен до числа найбільш повно охарактеризованих шаперонов відноситься білок BiP, з групи hsp70. Цей білок - самий часто зустрічається в ЕПР і взаємодіє з багатьма білками на ранніх етапах утворення їх нативної структури.

Оскільки зазвичай гідрофобні області приховані в серцевині глобулярних білків, присутність на поверхні молекули гідрофобних ділянок свідчить про те, що білок повністю не придбав нативную структуру. Ці ділянки служать місцями зв'язування BiP з нативної ланцюгом. За рахунок послідовних циклів гідролізу АТФ BiP неодноразово зв'язується з новообразующимися білком і вивільняється. Тим самим попереджається агрегація утворюється білка і полегшується освіту їм правильної нативной структури.

На активність BiP як шаперона впливають додаткові білки, що стимулюють гідроліз АТФ, а також білки, які сприяють обміну АДФ на АТФ. Можливо, що таким чином, в залежності від потреб клітини, може регулюватися швидкість освіти нативной структури білка. Після того як білок утворив компактну структуру, гідрофобні ділянки якої знаходяться всередині, зв'язування BiP припиняється. Дуже високий вміст BiP в люмен ЕПР дозволяє припускати, що він є одним з перших шаперонов, з якими зустрічається більшість новообразующимися білків, і що при спробі формування нативної структури поблизу завжди виявляються молекули BiP.

Даний білок з самого початку бере участь в цьому процесі і відіграє основну роль в полегшенні скручування білкової ланцюга.

До іншим шаперон, що містяться в люмен і цитозоле, відноситься білок Grp94, що належить до сімейства hsp90. Хоча цей білок, так само як і BiP, знаходиться в люмен у великих кількостях, на відміну від останнього він зв'язується з білками, які вже частково придбали нативную структуру, а не з тими, які тільки що вийшли в люмен і такої не мають. Grp94 взаємодіє з меншою кількістю субстратів, ніж BiP, і невідомо, яке властивість білка він дізнається.

Ймовірно, функція його в основному полягає в тому, щоб сприяти ефекту BiP і інших шаперонов, що беруть участь у формуванні нативної структури. Існування білка Grp94 служить показником того, що контроль якості освіти нативной структури білкової ланцюга носить багаторівневий характер.

Шаперон BiP при утворенні нативної структури білка
BiP зв'язується з відкритими гідрофобними областями транслоцироваться білків.
Після придбання білком нативної структури його гідрофобні ділянки виявляються в глибині і більш недоступні для BiP.

  • Шаперони в в ЕПР (ЕПР)