WMZ: Z191701361450 WMR: R209318204033 |
PATHWAYS OF CHAPERONE-MEDIATED PROTEIN FOLDING IN THE CYTOSOL Nature Reviews Molecular Cell Biology 5,No 10, 781 -791 (2004); doi:10.1038/nrm1492 | |||||
Рис.1. | The chaperone network of the prokaryotic cytosol. Рис.2. | The early chaperone network of the eukaryotic cytosol. Рис.3. | The late chaperone network of the eukaryotic cytosol. Box 1. | The Hsp70 chaperones Box 3 | The chaperonins
| Клетки сталкиваются с необходимостью упаковывать (folding) тысячи белков из разных полипептидов в широкий круг конформаций. Для многих белков процесс укладки нуждается в действии молекулярных хаперонов (chaperones). В цитозоле прокариотических и эукариотических клеток молекулярные хапероны разных структурных классов формируют сети путей, которые м. воздействовать на полипептиды-субстрат от точки инициального синтеза на рибосомах до финальной стадии упаковки.
Вновь транслированные белки нуждаются в укладке тоным образом, чтобы стать функциональными молекулами. Молекулярные chaperones ассистируют укладке белков, предупрждая несоотвествующие взаимодействия, которые могут приводить к агрегации и токсичности, но клеточные субстраты большинства хаперонов и молекулярные признаки для их распознавания неуловимы. Идентифицированы субстраты для кольце-образного эукариотического chaperonin комплекса TRiC (известного также как CCT) и определены принципы, которые лежат в основе их выбора.
Используя in vivo pulse-chase эксперименты для мечения толко что транслированных белков, отслеживали с помощью иммунопреципитации с TRiC-специфическими антителами, Frydman с сотр. установили, что многие вновь транслируемые белки ассоциируют с TRiC. In vitro, TRiC соединяется с широким кругом денатурированных белков, который сходен с широкой специфичностью прокариотического chaperonin GroEL. Неожиданно разные наборы белков взаимодействуют с TRiC in vivo и in vitro. Эти результаты указывают на то, что в клетках выбор TRiC субстрата зависит от контекста трансляции, а не от присутствия внутренних детерминантов, таких как мотивы специфических последовательностей.
Путем скрининга, какие вновь синтезируемые белки взаимодействуют с TRiC в бесклеточной системе трансляции у млекопитающих, авт. иденифицировали более 100 TRiC субстратов. Pull-down эксперименты на дрожжах подтвердили, что все субстраты кандидаты ассоциируют в TRiC in vivo.
Chaperones, которые облегчают de novo укладку белков временно ассоциируют с вновь транслированным субстратом и диссоциируют во время процесса упаковки и созревания. Pulse-chase анализ TRiC субстратов у дрожжей идентифицировал две группы субстратов: одна группа ассоциировала с TRiC рано во время трансляции и затем быстро диссоциировала, тогда как др. группа обнаруживала более медленную кинетику ассоциации с chaperone. Интересно, что все TRiC субстраты с медленной кинетикой ассоциации были частью мультисубъединичных белковых комплексов, это указывает на то, что эти молекулы могут накапливаться как кинетически заловленные промежуточные образования на TRiC прежде чем они высвободятся в олигомерные ансамбли, тем самым предупреждается агрегация или деградация белка.
Центральная полость кольце-образного TRiC служит в качестве 'folding chamber' для своих субстратов. Обладают ли TRiC субстраты общими молекулярными свойствами? Используя биоинформационный анализ, группа подтвердила, что TRiC не является высоко специфичным к последовательностям, но что его субстраты были обогащены гидрофобными последовательностями. Анализ структурных свойств взаимодействующих с TRiC белков показал, что имеются обогащенные регионы с высокой склонностью к beta-нити. Учитывая сложную их топологию, beta-домены, как предполагается, упаковываются медленно и склонны к образованию агрегатов.
Базируясь на этих находках авт. предполагают, что центральная полость TRiC может защищать медлено упаковывающиеся белки со сложной топологией, препятствуя тем самым образованию кинетически удерживаемых промежуточных образований. Также TRiC могут помогать последующей координации субстратов в белковые ансамбли.
|