Неправильно свернутые белки нефункциональны и вызывают повреждение клеток. Чтобы предотвратить это, существует целый арсенал белков, называемых шаперонами, которые помогают в сворачивании и контролируют качество.
У бактерии Escherichia coli шаперон «Фактор запуска» (TF) защищает вновь продуцируемые белки от неправильной упаковки. Проф.
Исследовательская группа Себастьяна Хиллера в Биоцентре Базельского университета впервые показала, что ТФ также распознают и стабилизируют друг друга. Точно так же, как одиночные акробаты из дуэта, одиночные сопровождающие TF стоят на шатких ногах. Только в паре они находят стабильную позицию.
Шапероны помогают сворачиванию других белков
В одной бактериальной клетке более 10 000 рибосом непрерывно производят белки. Эти фабрики связывают отдельные белковые компоненты, чтобы сформировать длинную пептидную цепь и транспортировать ее наружу через узкий канал. Шаперон ТФ, который связан с туннельным выходом из рибосомы, принимает свежесобранный белок и, защищая его от окружающей среды, помогает ему правильно складываться.
Когда белок обретает правильную пространственную структуру, он освобождается от шаперона и может продолжить свою работу в клетке.
Будь то акробат или шаперон – стабильность только в паре
В клетке белков ТФ значительно больше, чем рибосом.
Это гарантирует, что X-тысячи рибосом полностью заняты и что каждый из вновь продуцируемых белков может быть собран. Избыточные белки TF, как акробатические пары, соединяются с партнером, образуя стабильный дуэт. Спаривание происходит полностью само по себе.
«В неспаренных белках ТФ область, которая могла бы связываться с рибосомой, сложена неблагоприятно и, следовательно, энергетически нестабильна», – объясняет Хиллер. "В поисках энергетически выгодной, стабильной структуры этот лабильный домен постоянно переориентируется.
TF способны обнаруживать такие динамические области белка, в том числе между собой.«При объединении два нестабильных белка ТФ, как два акробата, соединяющиеся в решающий момент, образуют стабильное пространственное расположение.
Шапероны обнаруживают динамические белковые домены
«Последние данные о динамике стабильных« TF-дуэтов »позволяют сделать важные выводы о функционировании шаперонов.
При распознавании они образуют не только один тип белковой структуры, а скорее динамический ансамбль различных пространственных расположений », – говорит Хиллер. "Становится очевидным, что эта функция является общей схемой для шаперонов."Выяснение и понимание функции шаперона на атомарном уровне важно для исследовательского сообщества во всем мире. Проблемы в процессе сворачивания белков связаны с различными заболеваниями, такими как нарушение обмена веществ, муковисцидоз, рак или болезнь Альцгеймера.