Энзимология chaperonin система изучена довольно хорошо. В классическом цис-цикле складывающийся субстрат связывается с одной из полостей GroEL - операционно определяемой как цис полость - и вскоре оказывается рядом с АТФ и GroES. АТФ гидролиз в цис-полости ведет к тому, что АТФ связывается с транс-полостью, которая в свою очередь индуцирует высвобождение GroES и субстрата из цис-полости.

Предполагалось, что система GroEL-GroES действует как пассивный ящик, который просто защищает субстрат от агрегации, которая происходит, если белок складывается в растворе, или она активно расправляет неправильно сложенные белки и обеспечивает им условия для правильной упаковки (folding). Hartl и Horwich группы показали, что правда лижит посредине.

Brinker и др. ингибировали воссоединение субстрата с GroEL - и, следовательно, его энкапсуляцию - путем связывания streptavidin с биотинированным GroEL. В условиях, которые способствуют их агрегации в растворе, RuBisCo и rhodanese - два облигатных субстрата для chaperonin - м. складываться только в присутствии АТФ, GroES и nonbiotinylated GroEL. Это указывает на то, что одной из функций энкапсуляции является защита субстрата от агрегации.

Однако, неожиданно авт. обнаружили, что и вторую функцию энкапсуляции: активное участие в упаковке. В самом деле, в условиях, при которых субстрат м свободно склаыдваться в растворе, RuBisCo складывается в 4 раза быстрее, если присутствует функциональная система. Однако ускорение складывания было субстрат специфичным, т. к. его не наблюдалось в отношении rhodanese. Авт. предположили, что заключенная в узком пространстве ящика "smooths the energy landscape" реакции складывания, или предупреждает образование улавливаемых промежуточных структур или облегчает прогресс в направлении сложенного состояния. Наблюдаемые различия м. зависеть от размера субстрата - RuBisCo имеет 50 kDa, тогда как rhodanese только 33 kDa - или от того, что субстрат имеет тенденцию формировать кинетически улавливаемые промежуточные структуры, так это имеет место в случае RuBisCo.

Но если размер субстрата важен, то что происходит с субстратом, если его размер слишком велик для энкапсуляции? Chaudhuri и др. изучали складывание митохондриальной aconitase, мономерного энзима величиной в 82-kDa, который, как известно, агрегирует в митохондриях, лишенных chaperonin. Они нашли, что как GroEL так и GroES необходимы для упаковки aconitase in vivo и in vitro. Однако, это не связано с энкапсуляцией с помощью chaperonin системы, т.к. aconitase не становится устойчивой к перевариванию протеазами во время упаковки. Как GroES - крышка ящика - способствует складыванию белка без энкапсуляции? Используя мутантные GroEL, которые не м. связываться с GroES in trans, авт. пришли к выводу, что новый 'trans cycle' ассистирует складыванию крупных субстратов. На этом альтернативном пути вместо связывания с cis ring GroEL, GroES связывается с транс ring и это необходимо для привлечения АТФ, чтобы высвободить не-нативный субстрат из cis ring.

Итак, по-видимому, имеется более одного пути, с помощью которого хаперониновая система обеспечивает складывание белков. Складывающийся субстрат или энкапсулируется с помощью GroEL-GroES - просто защищая его от агрегации, или, в некоторых случаях, способствуя также прогрессу в направлении сложенного состояния - или субстрат связывается только с GroEL и подвергается транс циклу, который каким-то образом обеспечивает складывание.