Посещений:
The chaperonin TriC and HSP70 prevent protein aggregation and toxicity
Чаперон TriC и HSP70 предотвращают белковую агрегацию и токичность

Chaperonin TRiC promotes the assembly of polyQ expansion proteins into nontoxic oligomers.
Behrends, C. et al.
Mol. Cell 23, 887–897 (2006)

The chaperonin TRiC controls polyglutamine aggregation and toxicity through subunit-specific interactions.
Tam, S. et al.
Nature Cell Biol. 8, 1155–1162 (2006)

Cytosolic chaperonin prevents polyglutamine toxicity with altering the aggregation state.
Kitamura, A. et al.
Nature Cell Biol. 8, 1163–1169 (2006)

Перевод И.Г. Лильп (lilp@mail.ru)


(Рис.1 - Рис.1-5. Из статьи Tam с соавт.)
 |  Impaired TRiC function increases PolyQ-expanded huntingtin aggregation in budding yeast.


(Рис.2)
 |  TRiC physically interacts with and directly suppresses aggregation of PolyQ-expanded huntingtin.


(Рис.3)
 |  Specific TRiC subunits directly modulate PolyQ-expanded huntingtin aggregate morphology.


(Рис.4)
 |  Impaired TRiC function increases PolyQ-expanded huntingtin aggregation in mammalian cells.


(Рис.5)
 |  TRiC modulates aggregation of PolyQ-expanded huntingtin and alleviates cytotoxicity in neurons.


(Рис.6. Рис.6-9 из статьи Kitamura, A. et al. )
 |  Knockdown of CCT subunits stimulates aggregate formation of expanded polyQ repeats transiently expressed in HEK293 cells.


(Рис.7)
 |  CCT is required for preventing Htt aggregation in stable transformants of HeLa cells.


(Рис.8)
 |  Depletion of CCT subunits stimulates formation of soluble aggregates of polyQ-expansion proteins.


(Рис.9)
 |  CCT prevents Htt toxicity and aggregation in neuronal cells.

Корректный фолдинг ( фолдинг – сворачивание белка в трехмерном пространстве с приобретением заранее известной формы) вновь синтезированных белков регулируется посредством пути, в который вовлечены и термошоковые белки (heat-shock proteins ) и чапероны (chaperonins) – в т.ч. такой чаперон как TriC, известный также под названием CCT. Три группы исследователей идентифицировали новый субстрат для TriC – Huntingtin (HTT) – и показали, что TriC может управлять этим белком и предотвращать формирование токсических агрегатов характерных для болезни Гентингтона.

TriC относится к цитоплазматическим белкам, состоящим из двух колец восьми гомологичных субединиц, расположенных back-to-back, и формирующих пространство (структуру), где, как было показано, осуществляется нормальная фолдинговая реакция многих белков. Kitamura et al., как и другие исследователи, показали, что сверхэкспрессия TriC может предотвратить образование мутантных HTT агрегатов при их экспрессии в дрожжевых клетках, клеточных линиях млекопитающих и в нейронах. Во всех случаях это сопровождалось снижением клеточной гибели. Мутантный HTT еще подвергался олигомеризации в присутствии TriC, но образующиеся агрегаты с уже иными свойствами не оказывали существенного влияния на выживаемость клеток.

Behrends с соавт. исследовали возможность кооперативного действия TriC со вторым белком, участвующим в регуляции белкового фолдинга - heat-shock protein 70 (HSP70). Было обнаружено, что защитная функция TriC зависит от присутствия HSP70 и что TriС мог оказывать эффект на HTT только после того как был подвергнут воздействию HSP70. Это совпадает с хорошо известной ролью этих белков в нормальной белковой регуляции – HSP70 сначала взаимодействует в точке трансляции для предупреждения преждевременного фолдинга, а TriC функционирует ниже (даунстрим – downstream) для регуляции корректного фолдинга и агрегации белков.

Предварительные исследования показали, что TriC специфическим образом предупреждает агрегацию вновь синтезированных белков путем распознавания гидрофобных β - цепочек. Заслуживает внимания тот факт, что токсические конформации мутантного HTT воспринимают β- sheet структуру, а это, возможно, даст возможность выявить, каким образом TriC удается распознать и регулировать конформацию HTT.

Tam et al. изучали эффект сверхэкспрессии каждой из 8 субъединиц TriC. Было обнаружено, что большинство субъединиц никак не влияло на образование клеточных включений, и только субъединица 1 значительно подавляла токсическую HTT агрегацию и увеличивала жизнеспособность нейронов. Как оказалось, такая защитная активность была связана с апикальным доменом белка, который, как было показано совсем недавно, содержит protein's polypeptide binding site. Однако нокдаун РНК этой из остальных восьми субъединиц оказался достаточным для стимулирования HTT агрегации и нейрональной токсичности, что указывает на то, что только полный ансамбль TriC чаперонового комплекса может обеспечить нейрозащиту от мутантного HTT.

Таким образом, мутантный HTT может олигомеризироваться посредством механизма, который приводит к формированию либо токсических, либо нетоксических (или слабо токсических) агрегатов. Если находки Tam с соавт. (части субъединицы 1 достаточно для стимулирования нетоксического HTT агрегационного пути) подтвердятся, то небольшие белковые ингибиторы, смоделированные на TRiC binding site, могут оказаться эффективным терапевтическим средством для лечения болезни Гетингтона.
Сайт создан в системе uCoz