Шапероны

Шаперо́ны (англ. chaperones) — класс белков, главная функция которых состоит в восстановлении правильной нативной третичной или четвертичной структуры белков, а также образование и диссоциация белковых комплексов.

Изображение модели комплекса бактериальных шаперонов GroES и GroEL (вид сверху).

Термин «молекулярный шаперон» впервые был использован в 1978 году в работе Рона Ласки, профессора эмбриологии из Кембриджского университета[1] при описании ядерного белка нуклеоплазмина, способного предотвращать агрегирование белков-гистонов с ДНК при образовании нуклеосом. Шапероны есть во всех живых организмах, и механизм их действия, нековалентное присоединение к белкам и их «расплетение» с использованием энергии гидролиза АТФ, также консервативен.

Функции

Многие шапероны являются белками теплового шока (англ. heat shock proteins, НSP), то есть белками, экспрессия которых начинается в ответ на рост температуры или другие клеточные стрессы[2]. Тепло сильно влияет на фолдинг белка, а некоторые шапероны участвуют в исправлении потенциального вреда, который возникает из-за неправильного сворачивания белков. Другие шапероны участвуют в фолдинге только что созданных белков в тот момент, когда они «вытягиваются» из рибосомы. И хотя большинство только что синтезированных белков могут сворачиваться и при отсутствии шаперонов, некоторому меньшинству обязательно требуется их присутствие.

Помимо этого, шапероны имеют высокие регенеративные функции. Они борются с первопричиной старения кожи. Вырабатываясь в клетках кожи, шапероны способствуют нормальной укладке белков в стабильные четвертичные структуры. На основе белков теплового шока уже создаются новые поколения гелей с шаперонами, которые помогают коже получить недостающие белки, ведь продукция шаперонов уменьшается с возрастом.

Другие типы шаперонов участвуют в транспортировке веществ сквозь мембраны, например в митохондриях и эндоплазматическом ретикулуме у эукариот. Рецепторы глюкокортикоидов образуют в цитозоле комплекс с шапероном, что препятствует связыванию рецептора с молекулой ДНК.

Шапероны классифицируют в соответствии с их молекулярной массой: HSP104, HSP100, HSP90, HSP70, HSP60, HSP40 и малые шапероны (sHSP).

Роль в болезнях человека

Продолжают обнаруживаться новые функции шаперонов, например, участие в разрушении белка, деятельности бактериального адгезина и в реакциях на заболевания, связанные с агрегацией белков: муковисцидоза и лизосомных болезней накопления, — а также нейродегенеративных расстройств, таких как болезни Альцгеймера, Хантингтона и Паркинсона[3].

Важность нормальной работы шаперонов для функционирования организма может быть проиллюстрирована на примере шаперона α-кристаллина, входящего в состав хрусталика глаза человека. Мутации в этом белке приводят к помутнению хрусталика из-за агрегирования белков и, как результат, к катаракте[4].

Примечания
  1. Laskey R.A., Honda B.M., Mills A.D., Finch J.T. Nucleosomes are assembled by an acidic protein which binds histones and transfers them to DNA (англ.) // Nature : journal. — 1978. — Vol. 275, no. 5679. — P. 416—420. — PMID 692721.
  2. Ellis R.J., van der Vies S.M. Molecular chaperones (англ.) // Annu. Rev. Biochem. : journal. — 1991. — Vol. 60. — P. 321—347. — doi:10.1146/annurev.bi.60.070191.001541. — PMID 1679318.
  3. Alberti S. Molecular mechanisms of spatial protein quality control. — 2012. — Т. 6, вып. 5. — С. 437—442. — doi:10.4161/pri.22470. — PMID 23051707.
  4. Sun Y., MacRae TH. The small heat shock proteins and their role in human disease (англ.) // FEBS J. : journal. — 2005. — Vol. 60. — P. 2613—2627. — PMID 115943797.

См. также
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.