Шапероны разных семейств в фолдинге белка

Функционирование шаперонов в клетках прокариот и эукариот не имеет принципиальных отличий. Совокупные пути шаперонзависимого фолдинга белка-мишени в клетке E. coli схематически представлены на рис. 5.

белок клетка полипептидный шаперон.

Рис. 5.

Высвобождающаяся из рибосомного туннеля полипептидная цепь встречается с TF-шапероном, а затем — с системой Hsp70 (DnaK-DnaJ-GrpE) (1), промотирующей фолдинг либо до нативного состояния (NP) (2), либо до белка в частично свернутой конформации (промежуточная форма IP) (3). Завершение фолдинга ненативного полипептида IP может происходить по двум направлениям: путем повторного взаимодействия с системой Hsp70 (4), которое может включать стадию стабилизации белка IP связыванием его с малыми белками теплового шока sHsps (4', 4″), или путем взаимодействия с системой шаперонина Hsp60 (GroEL-GroES) (5). Кроме того, белок IP может агрегировать (6) с образованием формы AgP (эта же форма может образоваться из нативного белка в условиях теплового стресса (7)-(6)) или подвергнуться энергозависимому протеолизу (8). Дезагрегация белка AgP Hsp100-шапероном ClpB в кооперации с системой Hsp70 (9) и последующий рефолдинг развернутого белка (UfP) завершает сворачивание мишени. Считается, что сворачивание белков небольших размеров может осуществляться котрансляционно с участием только фактора TF. Для фолдинга белков среднего размера (25−60 кДа) помимо фактора TF необходима система Hsp70 и, в ряде случаев, шаперонины Hsp60, функционирующие по цис-механизму. В формировании структуры крупных мультидоменных белков участвуют шапероны всех семейств, при этом взаимодействие 12шаперонинов Hsp60 с белком-мишенью происходит по транс-механизму.

Крайне важно подчеркнуть, что кооперация шаперонов разных семейств позволяет не только ремоделировать белки разного размера, но и преодолеть эффектКроме участия в формировании трехмерной структуры белков и ренативации частично денатурированных белков, шапероны также необходимы для протекания таких фундаментальных процессов, как сборка олигомерных белков, узнавание и транспорт в лизосомы денатурированных белков, транспорт белков через мембраны, участие в регуляции активности белковых комплексов.