FURTHER READING Pirkkala L. et al.
Roles of the heat shock transcription factors in regulation of the heat shock response and beyond.
FASEB J. 15, 1118-1131 (2001)

Nollen и др. и обнаружили, что молекулярный хаперон (chaperone) Hsp70 участвует не только в поддержании и повторном складывании heat-unfolded ядерных белков, но и направляет их в ядрышко во время стресса. Экскортируя поврежденные белки в одно из мест ядра он м. предупреждать случайную агрегацию термолабильных белков, которая позволяет им повторно складываться в пермиссивных условиях и препятсвует непрямым посредждениям др. ядерных компонентов.

В нормальных условиях молекулярные хапероны и протеазы ответственны за качественный контроль структуры и функции белка. Молекулярные хапероны предупреждают агрегацию и делают возможным повторное складываение расправленных белков. тогда как протеазы элиминируют необратимо поврежденные белки.

Однако, если клетки подвергаются стрессу, напр. тепловому шоку, то количество расправленных белков заметно увеличивается и это м. привести к образованию белковых агрегатов, если уровень хаперонов также не увеличивается. В ответ на это клетки быстро активируют синтез хит-шоковых белков, которые функционируют как молекулярные хапероны, репарируя поврежденные белки и обеспечивая защиту против любого последующего стресса.

Одним из основных хитшоковых белков является Hsp70. Мало известно о том, где расправленные белки подвергаются обработке с помощью Hsp70. Авт. сливали чувствительный к тепловому шоку модельный белок luciferase с отслеживающимся fluorescent protein EGFP и наблюдали за их судьблй во время и после теплового стресса.

Как и ожидалось, тепловой стресс ведет к накоплению тепловым шоком расправленных luciferase. Это происходит в многочисленных небольших фокусах по всему ядру и их число уменьшается при ко-экспрессии Hsp70 во время теплового шока.

Nollen et al. нашли, что heat-unfolded N-luc-EGFP транслоцируется для образования больших нерастворимых фокусов во время стресса, в которых ко-экспрессируется Hsp70; а иммунофлюоресцентный анализ показывает, что эти фокусы ко-локализуются с ядрышками. Установлено, что когда клетки возвращаются в температуру физиологического роста, то белки, транслоцированные в ядрышко, возвращаются к норме и реактивируются Hsp70-зависимым способом. Отсутствие активности хаперонов у С-терминальных делеционных мутантов Hsp70(1-543) не оказывает влияния на локализацию N-luc-EGFP, это указывает на то, что Hsp70 chaperone активность необходима для транслокации.

Хранение расправленных белков в ядрышке во время стресса имеет множество преимуществ. Оно редуцирует повреждения, т.к. препятствует случайной агрегации с др. ядерными белками и макромолекулярными структурами. Это хранение в ядрышках взаимодействет со сборкой рибосом, существенных для синтеза белков. Однако, во время стресса это м. иметь свои примущества, из-за того что оно ингибирует синтез белков на самых ранних ступенях и, следовательно, ограничивает количество термолабильных синтезируемых цепей, которые м повреждать клетки в дальнейшем.

(Рис.1.) | Hierarchical constraints on evolvability.

(Рис.2.) | Group fitness and evolutionary capacitors.

(Рис.3.) | HSP90 targets in a signalling network.

(Box 2.) | Hsp90 maintains trait thresholds

Links

DATABASES
LocusLink: sevenless
Saccharomyces Genome Database: RAD30

FURTHER INFORMATION
Science STKE

Suzanne L. Rutherford
Nature Reviews Genetics 4, 263 -274 (2003)

Белки chaperones управляют складыванием полипептидов в функциональные белки, облегчая онтогенетическую передачу сигналов, и как хит-шоковые белки (HSPs), они м.б. незаменимы для выживания в непредсказуемых условиях. Показано, что основное семейство HSP chaperone также служит буффером фенотипической изменчивости. Chaperones м. осуществлять это или непосредственно, маскируя фенотипические эффекты мутантных полипептидов, делая возможным их корректное укладывание, или косвенно через буферизацию экспрессии морфогентической изменчивости пороговым способом, путем регуляции сигнальной трансдукции. Чувствительные к среде хапероны функционируют в укладке белков и сигнальной трансдукции м. иметь разные потенциальные последствия для эволюции популяций и клонов при отборе в изменеющихся условиях.

Эволюция evolvability как адаптивного свойства популяций необходима для рассмотрения групповой или клоналной селекции.

Прежде всего механизмы evolvability имеют дело с регуляцией скорости мутаций; в данной работе основное внимание уделяется регуляции 'expressed mutation rate'.

Упаковка белков in vivo облегчается молекулярными хаперонами.

Белок-укладывающие хапероны создают буфер для мутаций кодирующих частей непосредственно путем создания мутантным полипептидам условий для вскладывания в функциональные структуры.

Хотя в условиях дикой природы Drosophila подвергаются действию потенциально летальных температур, они все же защищены от повреждений белков, гибели и морфологических аномалий за счет Hsp70.

Hsp90 регулирует онтогенетические пути и экспрессию выраженной морфологической изменчивости для пороговых свойств у Drosophila.

Потенциальные эволюционные следствия белок-укладывающих накопителей (capacitors) отличны от последствий signal-transduction capacitors.

Чувствительная к стрессам регуляция буферизации HSP90 создает правдоподобный путь для ремоделирования крепких онтогнетических сетей.

Сайт создан в системе uCoz