МедУнивер - MedUniver.com Все разделы сайта Видео по медицине Книги по медицине Форум консультаций врачей  
Рекомендуем:
Генетика:
Генетика
Аномалии хромосом
Биология клетки
Генетика врожденных пороков
Генетика рака - опухолей
Молекулярная генетика
Наследственные синдромы
Цитогенетика - исследование хромосом
Лечение наследственных болезней
Фармакогенетика
Форум
 

Механизм образования нативной структуры белков шаперонами

• Молекулярные шапероны связываются с белками в люмене и обеспечивают образование их нативной структуры.

После того как новообразующиеся полипептиды подверглись переносу и модификации, у них начинает образовываться нативная структура. Образование нативных структур белков представляет собой один из наиболее активных процессов, происходящих в люмене ЭПР, куда постоянно поступают транслоцированные белки.

Поскольку белки, обладающие дефектной нативной структурой, представляют большую опасность для клетки, одна из главных функций ЭПР заключается в контроле за нативной структурой белков, вступающих на секреторный путь. Для этого в ЭПР существует активная система контроля качества, которая распознает нескрученные или неправильно скрученные белки и либо обеспечивает им возможность принять правильную нативную конфигурацию, либо вызывает их деградацию.

Для образования нативной структуры в эндоплазматическом ретикулуме (ЭПР) характерны те же проблемы, что и для ее образовании в цитозоле. Движущей силой при формировании нативной структуры белка являются гидрофобные взаимодействия: гидрофобные домены проявляют тенденцию связываться друг с другом, а не оставаться в водном окружении.

Однако гидрофобные домены могут связываться неправильным образом, что приводит к дефектной нативной структуре белка или к его агрегации при взаимодействии с другими белками. In vivo молекулярные шапероны способствуют образованию нативной структуры белка, обеспечивая надлежащее окружение для протекания этого процесса и контроль за его результатами. Структурные перестройки могут повторяться до тех пор, пока белок не приобретет правильную нативную конформацию.

Шапероны в в эндоплазматическом ретикулуме (ЭПР) очень активны и составляют основу системы контроля структуры белка. Пока белок связан с шаперонами, он не может выйти из ЭПР и транспортироваться в аппарат Гольджи.

Многие распространенные шапероны ЭПР родственны шаперонам цитозоля. В люмене к числу наиболее полно охарактеризованных шаперонов относится белок BiP, из группы hsp70. Этот белок — самый часто встречающийся в ЭПР и взаимодействует со многими белками на ранних этапах образования их нативной структуры.

Поскольку обычно гидрофобные области скрыты в сердцевине глобулярных белков, присутствие на поверхности молекулы гидрофобных участков свидетельствует о том, что белок полностью не приобрел нативную структуру. Эти участки служат местами связывания BiP с нативной цепью. За счет последовательных циклов гидролиза АТФ BiP неоднократно связывается с новообразующимся белком и высвобождается. Тем самым предупреждается агрегация образующегося белка и облегчается образование им правильной нативной структуры.

На активность BiP в качестве шаперона влияют дополнительные белки, стимулирующие гидролиз АТФ, а также белки, способствующие обмену АДФ на АТФ. Возможно, что таким образом, в зависимости от потребностей клетки, может регулироваться скорость образования нативной структуры белка. После того как белок образовал компактную структуру, гидрофобные участки которой находятся внутри, связывание BiP прекращается. Очень высокое содержание BiP в люмене ЭПР позволяет предполагать, что он является одним из первых шаперонов, с которыми встречается большинство новообразующихся белков, и что при попытке формирования нативной структуры поблизости всегда оказываются молекулы BiP.

Данный белок с самого начала участвует в этом процессе и играет основную роль в облегчении скручивания белковой цепи.

К другим шаперонам, содержащимся в люмене и цитозоле, относится белок Grp94, принадлежащий к семейству hsp90. Хотя этот белок, так же как и BiP, находится в люмене в больших количествах, в отличие от последнего он связывается с белками, которые уже частично приобрели нативную структуру, а не с теми, которые только что вышли в люмен и таковой не обладают. Grp94 взаимодействует с меньшим количеством субстратов, чем BiP, и неизвестно, какое свойство белка он узнает.

Вероятно, функция его в основном заключается в том, чтобы способствовать эффекту BiP и других шаперонов, участвующих в формировании нативной структуры. Существование белка Grp94 служит показателем того, что контроль качества образования нативной структуры белковой цепи носит многоуровневый характер.

Шаперон BiP при образовании нативной структуры белка
BiP связывается с открытыми гидрофобными областями транслоцированных белков.
После приобретения белком нативной структуры его гидрофобные участки оказываются в глубине и более недоступны для BiP.

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

- Также рекомендуем "Значение протеиндисульфидизомеразы (ПДИ) в сворачивании белка"

Оглавление темы "Синтез белка в клетке":
  1. Механизм гликолизирования белков при транслокации
  2. Механизм образования нативной структуры белков шаперонами
  3. Значение протеиндисульфидизомеразы (ПДИ) в сворачивании белка
  4. Цикл кальнексин и кальретикулин в эндоплазматическом ретикулуме (ЭПР)
  5. Механизмы сборки белков в комплексы через тиол-опосредованный контроль
  6. Механизм возвращения в цитозоль и деградации неправильно свернутых белков клетки - ERAD
  7. Отклик неструктурированных белков (unfolded protein response, UPR) - реакция на несвернутые белки
  8. Синтез фосфолипидов в клетке - цикл Кеннеди
  9. Механизм транспорта липидов между органеллами в клетке
  10. Механизм перемещения липидов в мембране - флиппинг
Медунивер Мы в Telegram Мы в YouTube Мы в VK Форум консультаций врачей Контакты, реклама
Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.