Co to są białka przyzwoitki?

Fałdowanie białek

Początek syntezy białek jest przeprowadzany przez rybosomy, które syntetyzują liniowy łańcuch aminokwasów zwany łańcuchem polipeptydowym. MRNA określa sekwencję aminokwasów.

Każdy aminokwas w tym łańcuchu polipeptydowym ma inną właściwość. Na przykład, glicyna jest wysoce hydrofobowa, podczas gdy arginina jest bardzo hydrofilowa. Te właściwości dyktują trójwymiarową strukturę białka. Hydrofobowe aminokwasy muszą być utrzymywane w obrębie wnętrza białka, podczas gdy hydrofilowe aminokwasy muszą być na zewnątrz białka.

Wiązania wodorowe wiążą się z łańcuchów polipeptydowych do tworzenia struktury wtórnej białek, które jest alfa heliksy i arkusze beta. Układanie tych heliksów i arkuszy tworzy strukturę trzeciorzędową.

Fałdowanie białek musi być utrzymane w ich trójwymiarowym kształcie i nie powinno się agregować lub degradować. Unfolded lub źle złożone białka ustąpić do host of diseases.

Rola Chaperones w składaniu białek

Chaperones to grupa białek, które mają funkcjonalne podobieństwo i pomóc w składaniu białka. Są to białka, które mają zdolność zapobiegania niespecyficznej agregacji poprzez wiązanie się z nierodzimymi białkami.

Istnieje kilka rodzin chaperonów i każda z nich posiada inne funkcje. Przykładem białek chaperonowych są „białka szoku cieplnego” (Hsps).

Nazwa Hsp została nadana po tym, jak białka te zostały odkryte w bakterii. Bakterie te produkowały więcej tych białek w warunkach stresowych, takich jak wyższe temperatury, zmiany pH i warunki niedotlenienia. Dwa przykłady Hsp to Hsp70 i Hsp60.

Hsp70

Białka chaperonowe Hsp70 są katalizatorami składania, które pomagają w wielu rodzajach procesów składania, takich jak ponowne składanie lub nieprawidłowe składanie zagregowanych białek oraz składanie i montowanie nowych białek. Białka te są monomeryczne i zawierają dwie różne domeny zwane terminalami N i C. Terminal N zawiera ATPazę, podczas gdy terminal C wiąże się z substratem. Hydroliza ATP w terminalu N pozwala terminalowi C na otwarcie i związanie się z substratem.

Hsp70 rozpoznaje region rozwiniętego łańcucha polipeptydowego określany jako „region rozszerzony”. Ten rozszerzony region zawiera wiele hydrofobowych reszt. Wiązanie Hsp70 zapobiega agregacji tych białek.

Hsp60

Podobnie jak Hsp70, białka chaperonowe Hsp60 również mają zdolność wiązania się z odsłoniętymi resztami hydrofobowymi, tworząc agregaty, które są stabilne, ale nieaktywne. Białka te nie są zaangażowane w zapobieganiu agregacji, ale zamiast tego funkcjonują w celu kwarantanny i izolacji unfolded białek. Izolacja zapobiega również agregacji łańcucha polipeptydowego w kępy z innymi łańcuchami w cytoplazmie.

Hsp 60 zawiera 14 różnych składników białkowych. Białka te tworzą dwa pierścienie, każdy złożony z 7 białek, które są umieszczone jeden na drugim. Niesfałdowane białka w obrębie tych pierścieni są następnie w stanie składać się bez agregacji z innymi niesfałdowanymi białkami i bez ingerencji Hsp70.

Jak widać w Hsp70, Hsp60 ma również dwie różne formy. Pierwszym stanem jest forma wiążąca, w której ATP jest związany, a rozłożone białka mogą wejść do otworu między dwoma pierścieniami. Hydroliza ATP inicjuje wówczas powstanie stanu zamkniętego, zwanego stanem aktywnym fałdowania. Ta zmiana konformacyjna zapobiega opuszczaniu białka i sprzyja jego składaniu. Ten zamknięty stan trwa przez około 15 sekund, zanim konformacja zmienia się z powrotem i prawidłowo złożone białko jest uwalniane do cytoplazmy.

Chaperony odgrywają bardzo ważną rolę w cytoplazmie zapobiegając agregacji i promując różne ważne funkcje, takie jak translokacja, degradacja i odpowiednie składanie białek.

Utrata lub mutacje tych chaperonów dają początek kilku chorobom. Przykładem grupy chorób genetycznych związanych ze zmutowanymi chaperonami są wielosystemowe proteinopatie (MSP), które wpływają na szeroki zakres funkcji organizmu obejmujących mięśnie, kości i układ nerwowy.

Terapeutyczne zastosowanie inhibitorów Hsp

Ostatnio inhibitory Hsp, takie jak inhibitory Hsp 90, są wykorzystywane do hamowania szlaków sygnalizacyjnych, które są odpowiedzialne za wzrost i proliferację komórek nowotworowych.

Chemiczne chaperony zostały wykorzystane w leczeniu chorób metabolicznych. Na przykład, nagromadzenie nieuformowanych lub źle złożonych białek może powodować stres retikulum endoplazmatycznego (ER). Aby złagodzić ten stres ER, małe cząsteczki zwane chemicznymi chaperonami są używane, które promują prawidłowe składanie białek. Pozytywny wpływ chemicznych chaperonów na patologie związane ze stresem ER sprawia, że są one użyteczne w leczeniu zaburzeń metabolicznych, takich jak cukrzyca typu 2, otyłość i miażdżyca.

Oprócz tego, że chaperony są niezbędnymi białkami stresu dla utrzymania innych białek i przetrwania komórek, ich zastosowanie w obszarze terapeutycznym gwałtownie wzrosło.

Dalsza lektura

• Wszystkie treści dotyczące składania białek
• Białka szoku termicznego
• Fałdowanie peptydów alfa
• Struktura białek de novo. Prediction

Written by

Hannah Simmons

Hannah jest pisarką w dziedzinie medycyny i nauk przyrodniczych z tytułem Master of Science (M.Sc.) uzyskanym na Uniwersytecie Lancaster w Wielkiej Brytanii. Zanim Hannah została pisarką, jej badania skupiały się na odkrywaniu biomarkerów choroby Alzheimera i Parkinsona. Pracowała również nad dalszym wyjaśnieniem ścieżek biologicznych związanych z tymi chorobami. Poza pracą Hannah lubi pływać, wyprowadzać psa na spacer i podróżować po świecie.

Last updated Feb 26, 2019

Citations

Please use one of the following formats to cite this article in your essay, paper or report:

• APA

  Simmons, Hannah. (2019, February 26). Czym są białka przyzwoitki (Chaperone Proteins). News-Medical. Retrieved on March 24, 2021 from https://www.news-medical.net/life-sciences/What-are-Chaperone-Proteins.aspx.

• MLA

  Simmons, Hannah. „Czym są białka chaperonowe?”. News-Medical. 24 marca 2021. <https://www.news-medical.net/life-sciences/What-are-Chaperone-Proteins.aspx>.

• Chicago

  Simmons, Hannah. „What are Chaperone Proteins?”. News-Medical. https://www.news-medical.net/life-sciences/What-are-Chaperone-Proteins.aspx. (dostęp 24 marca 2021).

• Harvard

  Simmons, Hannah. 2019. What are Chaperone Proteins? News-Medical, przeglądany 24 marca 2021, https://www.news-medical.net/life-sciences/What-are-Chaperone-Proteins.aspx.

.