GroEL - GroEL

HSPD1
Dostupné struktury
PDB	Hledání ortologu: PDBe RCSB
Seznam id kódů PDB
	4PJ1
Identifikátory
Aliasy	HSPD1, CPN60, GROEL, HLD4, HSP-60, HSP60, HSP65, HuCHA60, SPG13, proteinový protein tepelného šoku D (Hsp60) člen 1
Externí ID	OMIM: 118190 MGI: 96242 HomoloGene: 1626 Genové karty: HSPD1
Umístění genu (člověk)
Chr.	Chromozom 2 (lidský)
Konec	197,516,737 bp
Umístění genu (myš)
Chr.	Chromozom 1 (myš)
Konec	55,088,243 bp
Exprese RNA vzor
	; ; ; ;
	Další údaje o referenčních výrazech
Genová ontologie
Molekulární funkce	• vazba nukleotidů; • chaperonová vazba; • vazba p53; • jednořetězcová vazba DNA; • Aktivita ATPázy; • GO: 0001948 vazba na proteiny; • dvouvláknová vazba RNA; • Vazba počátku replikace DNA; • ATP vazba; • vazba ubikvitinové proteinové ligázy; • vazba na bílkoviny zapojená do skládání proteinů; • rozložená vazba na protein; • Vazba RNA; • aktivita hydrolázy; • vázání lipoproteinových částic s vysokou hustotou; • vazba enzymu; • vazba apolipoproteinu; • vazba apolipoproteinu A-I; • vázání lipopolysacharidů; • aktivita izomerázy;
Buněčná složka	• cytoplazma; • komplex cyklin-dependentní proteinkinázy aktivující kinázový holoenzym; • komplex lipopolysacharidového receptoru; • časný endosom; • mitochondrie; • jáma potažená klatrinem; • potažený vezikul; • extracelulární exosom; • extracelulární matrix; • mitochondriální matice; • extracelulární; • mitochondriální vnitřní membrána; • cytosol; • buněčná membrána; • povrch buňky; • membrána; • sekreční granule; • makromolekulární komplex;
Biologický proces	• sestava proteinového komplexu zprostředkovaná chaperonem; • pozitivní regulace produkce interleukinu-12; • pozitivní regulace produkce interleukinu-10; • stabilizace bílkovin; • zrání bílkovin; • pozitivní regulace aktivace makrofágů; • MyD88 závislá signální dráha receptoru podobného mýtnému; • přechod izotypů na izotypy IgG; • Aktivace B buněk; • Produkce cytokinů z B buněk; • reakce na rozvinutý protein; • Proliferace B buněk; • skládání bílkovin; • pozitivní regulace imunitní odpovědi zprostředkované T buňkami na nádorové buňky; • skládání bílkovin; • pozitivní regulace produkce interleukinu-6; • pozitivní regulace apoptotického procesu; • reakce na chlad; • GO: virový proces 0022415; • aktivace aktivity endopeptidázy cysteinového typu zapojené do apoptotického procesu; • regulace transkripce z promotoru RNA polymerázy II; • skládání bílkovin „de novo“; • import proteinů do mitochondriálního mezimembránového prostoru; • skládání proteinů zprostředkované chaperonem; • apoptotické mitochondriální změny; • pozitivní regulace produkce interferonu-alfa; • pozitivní regulace produkce interferonu-gama; • Aktivace T buněk; • negativní regulace apoptotického procesu; • pozitivní regulace aktivace T buněk; • organizace mitochondrií;
	Zdroje:Amigo / QuickGO
Ortology
	3329
	15510
	ENSG00000144381
	ENSMUSG00000025980
	P10809
	P63038
	NM_002156; NM_199440
	NM_010477; NM_001356512
	NP_002147; NP_955472
	NP_034607; NP_001343441
	Wikidata
Zobrazit / upravit člověka	Zobrazit / upravit myš

GroEL je protein, který patří do chaperonin rodina molekulární chaperony a nachází se v mnoha bakteriích.^[5] Je to nutné pro správné skládací mnoha bílkovin. Aby GroEL správně fungoval, vyžaduje komplex víčkovitého kochaperoninového proteinu GroES. v eukaryoty bílkoviny Hsp60 a Hsp10 jsou strukturálně a funkčně téměř identické s GroEL, respektive GroES.

Mechanismus

V buňce proces skládání proteinu zprostředkovaného GroEL / ES zahrnuje několik kol vazby, zapouzdření a uvolňování substrátového proteinu. Rozložené proteiny substrátu se vážou na hydrofobní vazebnou náplast na vnitřním okraji otevřené dutiny GroEL a tvoří binární komplex s chaperoninem. Vazba substrátového proteinu tímto způsobem, kromě vazby na ATP, indukuje a konformační změna který umožňuje sdružení binárního komplexu se samostatnou strukturou víka, GroES. Vazba GroES na otevřenou dutinu chaperonin indukuje rotaci jednotlivých podjednotek chaperoninu tak, že hydrofobní vazebné místo substrátu je odstraněno z vnitřku dutiny, což způsobí, že substrátový protein bude vysunut z okraje do nyní převážně hydrofilní komory. Hydrofilní prostředí komory upřednostňuje zakopávání hydrofobních zbytků substrátu a vyvolává skládání substrátu. Hydrolýza ATP a vazba nového substrátového proteinu na opačnou dutinu vysílá alosterický signál, který způsobuje uvolnění GroES a zapouzdřeného proteinu do cytosol. Daný protein podstoupí několik kol skládání a vždy se vrátí do původního rozloženého stavu, dokud nativní konformace nebo je dosažena střední struktura zavázaná k dosažení nativního stavu. Alternativně může substrát podlehnout konkurenční reakci, jako je nesprávné skládání a agregace s jinými nesprávně složenými proteiny.^[6]

Termodynamika

Zúžená povaha vnitřku molekulárního komplexu silně upřednostňuje kompaktní molekulární konformace substrátového proteinu. Zdarma v řešení, s dlouhým dosahem, bezpolární interakce mohou nastat pouze při vysokých nákladech v entropie. V těsné blízkosti komplexu GroEL je relativní ztráta entropie mnohem menší. Metoda zachycení má také tendenci koncentrovat nepolární vazebná místa odděleně od polárních míst. Když jsou odstraněny nepolární povrchy GroEL, je pravděpodobnost, že se kterákoli daná nepolární skupina setká s nepolárním intramolekulárním místem, mnohem větší než v hromadném řešení. Hydrofobní místa, která byla na vnější straně, jsou shromážděna v horní části cis doménu a navzájem se svázat. Geometrie GroEL vyžaduje, aby vedly polární struktury, které obklopují nepolární jádro, jak vychází z trans strana.

Struktura

Strukturálně je GroEL dvoukruhový tetradecamer s oběma cis a trans kroužky sestávající ze sedmi podjednotek. Konformační změny, ke kterým dochází v centrální dutině GroEL, způsobují, že se vnitřek GroEL stává spíše hydrofilní než hydrofobní, a je pravděpodobné, co usnadňuje skládání proteinů.

GroEL (boční)
GroEL (nahoře)
Komplex GroES / GroEL (boční)
Komplex GroES / GroEL (nahoře)

Klíč k aktivitě GroEL je ve struktuře monomeru. Monomer Hsp60 má tři odlišné sekce oddělené dvěma pantovými oblastmi. The apikální sekce obsahuje mnoho hydrofobních vazebná místa pro rozložený protein substráty. Mnoho globulárních proteinů se neváže na apikální doménu, protože jejich hydrofobní části jsou seskupeny uvnitř, mimo vodné prostředí, protože to je termodynamicky optimální konformace. Tato „substrátová místa“ se tedy budou vázat pouze na proteiny, které nejsou optimálně složené. Apikální doména má také vazebná místa pro monomery Hsp10 GroES.

Rovníková doména má slot poblíž bodu závěsu pro vazbu ATP, stejně jako dva připojovací body pro druhou polovinu molekuly GroEL. Zbytek rovníkového řezu je mírně hydrofilní.

Přidání ATP a GroES má drastický účinek na konformaci cis doména. Tento efekt je způsoben ohnutí a otáčení ve dvou závěsných bodech na monomerech Hsp60. Mezilehlá doména se sklopí dolů a dovnitř o 25 ° na spodním závěsu. Tento efekt, vynásobený kooperativním ohýbáním všech monomerů, zvyšuje rovníkový průměr klece GroEL. Ale apikální doména se otáčí o 60 ° nahoru a ven na horním závěsu a také se otáčí o 90 ° kolem osy závěsu. Tento pohyb otevírá klec velmi široce nahoře cis doména, ale zcela odstraňuje vazebná místa substrátu zevnitř klece.

Interakce

GroEL bylo prokázáno komunikovat s GroES,^[7]^[8] ALDH2,^[8] Caspase 3^[7]^[9] a Dihydrofolátreduktáza.^[10]

Morfogeneze fága T4

The geny z bakteriofág (fág) T4 které kódují bílkoviny s rolí při určování struktury fága T4 byly identifikovány pomocí podmíněného smrtelného úrazu mutanti.^[11] Většina z těchto proteinů se ukázala být buď hlavní, nebo vedlejší strukturní složkou dokončené fágové částice. Mezi genovými produkty (gps) nezbytnými pro sestavení fágů však Snustad^[12] identifikovali skupinu GPS, kteří jednají katalyticky spíše než se začlenit do struktury fága. Tyto katalytické GPS zahrnovaly gp31. Bakterie E-coli je hostitelem pro fág T4 a zdá se, že fágem kódovaný protein gp31 je funkčně homologní E-coli chaparonový protein GroES a schopný jej nahradit při sestavování fágových T4 virionů během infekce.^[5] Zdá se, že role proteinu gp31 kódovaného fágem je v interakci s E-coli hostitelem kódovaný protein GroEL, který pomáhá při správném skládání a sestavování hlavního kapsidového proteinu fágové hlavy fága, gp23.^[5]

Viz také

Reference

^ ^A ^b ^C GRCh38: Vydání souboru 89: ENSG00000144381 - Ensembl, Květen 2017
^ ^A ^b ^C GRCm38: Vydání souboru 89: ENSMUSG00000025980 - Ensembl, Květen 2017
^ „Human PubMed Reference:“. Národní centrum pro biotechnologické informace, Americká národní lékařská knihovna.
^ „Myš PubMed Reference:“. Národní centrum pro biotechnologické informace, Americká národní lékařská knihovna.
^ ^A ^b ^C Zeilstra-Ryalls J, Fayet O, Georgopoulos C (1991). "Všeobecně konzervované chaperoniny GroE (Hsp60)". Annu. Rev. Microbiol. 45: 301–25. doi:10.1146 / annurev.mi.45.100191.001505. PMID 1683763.
^ Horwich AL, Fenton WA, Chapman E, Farr GW (2007). "Dvě rodiny chaperoninů: fyziologie a mechanismus". Annu. Rev. Cell Dev. Biol. 23: 115–45. doi:10.1146 / annurev.cellbio.23.090506.123555. PMID 17489689.
^ ^A ^b Samali A, Cai J, Zhivotovsky B, Jones DP, Orrenius S (duben 1999). „Přítomnost preapoptotického komplexu pro-kaspázy-3, Hsp60 a Hsp10 v mitochondriální frakci jurkatových buněk“. EMBO J.. 18 (8): 2040–8. doi:10.1093 / emboj / 18.8.2040. PMC 1171288. PMID 10205158.
^ ^A ^b Lee KH, Kim HS, Jeong HS, Lee YS (říjen 2002). „Chaperonin GroESL zprostředkovává skládání proteinů mitochondriální aldehyddehydrogenázy lidské jater v Escherichia coli.“ Biochem. Biophys. Res. Commun. 298 (2): 216–24. doi:10.1016 / S0006-291X (02) 02423-3. PMID 12387818.
^ Xanthoudakis S, Roy S, Rasper D, Hennessey T, Aubin Y, Cassady R, Tawa P, Ruel R, Rosen A, Nicholson DW (duben 1999). „Hsp60 urychluje zrání pro-kaspázy-3 proteasovými aktivátorovými proteázami během apoptózy“. EMBO J.. 18 (8): 2049–56. doi:10.1093 / emboj / 18.8.2049. PMC 1171289. PMID 10205159.
^ Mayhew M, da Silva AC, Martin J, Erdjument-Bromage H, Tempst P, Hartl FU (únor 1996). „Protein skládací ve střední dutině chaperoninového komplexu GroEL-GroES“. Příroda. 379 (6564): 420–6. doi:10.1038 / 379420a0. PMID 8559246. S2CID 4310511.
^ Edgar RS, Epstein RH (únor 1965). "Genetika bakteriálního viru". Scientific American. 212 (2): 70–8. Bibcode:1965SciAm.212b..70E. doi:10.1038 / scientificamerican0265-70. PMID 14272117.
^ Snustad DP (srpen 1968). „Interakce dominance v buňkách Escherichia coli smíšeně infikovaných bakteriofágem T4D divokého typu a jantarových mutantů a jejich možné důsledky, pokud jde o typ funkce genového produktu: katalytický vs. stechiometrický“. Virologie. 35 (4): 550–63. doi:10.1016/0042-6822(68)90285-7. PMID 4878023.

Další čtení

Tabibzadeh S, Broome J (1999). "Proteiny tepelného šoku v lidském endometriu během menstruačního cyklu". Infect Dis Obstet Gynecol. 7 (1–2): 5–9. doi:10.1002 / (SICI) 1098-0997 (1999) 7: 1/2 <5 :: AID-IDOG2> 3.0.CO; 2-Y. PMC 1784709. PMID 10231001.
Schäfer C, Williams JA (2000). "Stresové kinázy a proteiny tepelného šoku v pankreatu: možné role v normální funkci a nemoci". J. Gastroenterol. 35 (1): 1–9. doi:10.1080/003655200750024443. hdl:2027.42/42441. PMID 10632533. S2CID 9706591.
Moseley P (2000). "Stresové proteiny a imunitní odpověď". Imunofarmakologie. 48 (3): 299–302. doi:10.1016 / S0162-3109 (00) 00227-7. PMID 10960671.
Liu Y, Steinacker JM (2001). "Změny proteinů tepelného šoku kosterního svalstva: patologický význam". Přední. Biosci. 6: D12-25. doi:10,2741 / Liu. PMID 11145923.
Van Maele B, Debyser Z (2005). „Integrace HIV-1: souhra mezi HIV-1 integrázou, buněčnými a virovými proteiny“. AIDS Rev. 7 (1): 26–43. PMID 15875659.
Hochstrasser DF, Frutiger S, Paquet N, Bairoch A, Ravier F, Pasquali C, Sanchez JC, Tissot JD, Bjellqvist B, Vargas R (1992). "Mapa lidských jaterních proteinů: referenční databáze vytvořená mikrosekvenováním a gelovým porovnáním". Elektroforéza. 13 (12): 992–1001. doi:10,1002 / elps.11501301201. PMID 1286669. S2CID 23518983.
Ikawa S, Weinberg RA (1992). „Interakce mezi p21ras a proteinem tepelného šoku hsp60, chaperoninem“. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 89 (6): 2012–6. doi:10.1073 / pnas.89.6.2012. PMC 48586. PMID 1347942.
Brudzynski K, Martinez V, Gupta RS (1992). „Imunocytochemická lokalizace proteinu souvisejícího s proteinem tepelného šoku 60 v sekrečních granulích beta-buněk a jeho změněná distribuce u neobézních diabetických myší“. Diabetologie. 35 (4): 316–24. doi:10.1007 / BF00401198. PMID 1516759.
Dawson SJ, White LA (1992). „Léčba endokarditidy Haemophilus aphrophilus ciprofloxacinem“. J. Infect. 24 (3): 317–20. doi:10.1016 / S0163-4453 (05) 80037-4. PMID 1602151.
Singh B, Patel HV, Ridley RG, Freeman KB, Gupta RS (1990). "Mitochondriální import proteinu lidského chaperoninu (HSP60)". Biochem. Biophys. Res. Commun. 169 (2): 391–6. doi:10.1016 / 0006-291X (90) 90344-M. PMID 1972619.
Venner TJ, Singh B, Gupta RS (1990). "Nukleotidové sekvence a nové strukturní rysy genových rodin hsp60 (chaperonin) člověka a čínského křečka". DNA Cell Biol. 9 (8): 545–52. doi:10.1089 / dna.1990.9.545. PMID 1980192.
Ward LD, Hong J, Whitehead RH, Simpson RJ (1990). „Vývoj databáze aminokyselinových sekvencí pro proteiny lidského karcinomu tlustého střeva oddělené dvourozměrnou elektroforézou na polyakrylamidovém gelu“. Elektroforéza. 11 (10): 883–91. doi:10,1002 / elps.1150111019. PMID 2079031. S2CID 21541503.
Jindal S, Dudani AK, Singh B, Harley CB, Gupta RS (1989). „Primární struktura lidského mitochondriálního proteinu homologní s bakteriálními a rostlinnými chaperoniny a s 65kilodtonovým mykobakteriálním antigenem“. Mol. Buňka. Biol. 9 (5): 2279–83. doi:10,1128 / mcb. 9.5.2279. PMC 363030. PMID 2568584.
Waldinger D, Eckerskorn C, Lottspeich F, Cleve H (1988). "Homologie aminokyselinové sekvence polymorfního buněčného proteinu z lidských lymfocytů a chaperoninů z Escherichia coli (groEL) a chloroplastů (protein vázající Rubisco)". Biol. Chem. Hoppe-Seyler. 369 (10): 1185–9. doi:10.1515 / bchm3.1988.369.2.1185. PMID 2907406.
Kreisel W, Hildebrandt H, Schiltz E, Köhler G, Spamer C, Dietz C, Mössner W, Heilmann C (1994). "Imunozlatá elektronová mikroskopická detekce proteinu tepelného šoku 60 (hsp60) v mitochondriích potkaních hepatocytů a myokardiocytů". Acta Histochem. 96 (1): 51–62. doi:10.1016 / s0065-1281 (11) 80009-7. PMID 7518175.
Corbett JM, Wheeler CH, Baker CS, Yacoub MH, Dunn MJ (1994). „Databáze dvourozměrného gelového proteinu lidského myokardu: aktualizace 1994“. Elektroforéza. 15 (11): 1459–65. doi:10,1002 / elps.11501501209. PMID 7895732. S2CID 33359306.
Baca-Estrada ME, Gupta RS, Stead RH, Croitoru K (1994). "Střevní exprese a buněčné imunitní odpovědi na lidský protein tepelného šoku 60 u Crohnovy choroby". Kopat. Dis. Sci. 39 (3): 498–506. doi:10.1007 / BF02088334. PMID 7907543. S2CID 22032288.
Vélez-Granell CS, Arias AE, Torres-Ruíz JA, Bendayan M (1994). "Molekulární chaperony v pankreatické tkáni: přítomnost cpn10, cpn60 a hsp70 v odlišných kompartmentech podél sekreční dráhy acinárních buněk". J. Cell Sci. 107 (3): 539–49. PMID 7911805.
Mayhew M, da Silva AC, Martin J, Erdjument-Bromage H, Tempst P, Hartl FU (1996). „Protein skládací ve střední dutině chaperoninového komplexu GroEL-GroES“. Příroda. 379 (6564): 420–6. doi:10.1038 / 379420a0. PMID 8559246. S2CID 4310511.
Tabibzadeh S, Kong QF, Satyaswaroop PG, Babaknia A (1996). "Proteiny tepelného šoku v lidském endometriu během menstruačního cyklu". Hučení. Reprod. 11 (3): 633–40. doi:10.1093 / humrep / 11.3.633. PMID 8671282.

externí odkazy

GroEL + protein v americké národní lékařské knihovně Lékařské předměty (Pletivo)
„Bakterie Palaeos: Kousky: GroEL“. Archivovány od originál dne 26.04.2007. (Žádná práva vyhrazena)
3D makromolekulární struktury GroEL v EMDB

[refGRCh38Ensembl-1] A ^b ^C GRCh38: Vydání souboru 89: ENSG00000144381 - Ensembl, Květen 2017

[refGRCm38Ensembl-2] A ^b ^C GRCm38: Vydání souboru 89: ENSMUSG00000025980 - Ensembl, Květen 2017

[3] „Human PubMed Reference:“. Národní centrum pro biotechnologické informace, Americká národní lékařská knihovna.

[4] „Myš PubMed Reference:“. Národní centrum pro biotechnologické informace, Americká národní lékařská knihovna.

[Zeilstra-Ryalls-5] A ^b ^C Zeilstra-Ryalls J, Fayet O, Georgopoulos C (1991). "Všeobecně konzervované chaperoniny GroE (Hsp60)". Annu. Rev. Microbiol. 45: 301–25. doi:10.1146 / annurev.mi.45.100191.001505. PMID 1683763.

[Horwhich-6] Horwich AL, Fenton WA, Chapman E, Farr GW (2007). "Dvě rodiny chaperoninů: fyziologie a mechanismus". Annu. Rev. Cell Dev. Biol. 23: 115–45. doi:10.1146 / annurev.cellbio.23.090506.123555. PMID 17489689.

[pmid10205158-7] A ^b Samali A, Cai J, Zhivotovsky B, Jones DP, Orrenius S (duben 1999). „Přítomnost preapoptotického komplexu pro-kaspázy-3, Hsp60 a Hsp10 v mitochondriální frakci jurkatových buněk“. EMBO J.. 18 (8): 2040–8. doi:10.1093 / emboj / 18.8.2040. PMC 1171288. PMID 10205158.

[pmid12387818-8] A ^b Lee KH, Kim HS, Jeong HS, Lee YS (říjen 2002). „Chaperonin GroESL zprostředkovává skládání proteinů mitochondriální aldehyddehydrogenázy lidské jater v Escherichia coli.“ Biochem. Biophys. Res. Commun. 298 (2): 216–24. doi:10.1016 / S0006-291X (02) 02423-3. PMID 12387818.

[pmid10205159-9] Xanthoudakis S, Roy S, Rasper D, Hennessey T, Aubin Y, Cassady R, Tawa P, Ruel R, Rosen A, Nicholson DW (duben 1999). „Hsp60 urychluje zrání pro-kaspázy-3 proteasovými aktivátorovými proteázami během apoptózy“. EMBO J.. 18 (8): 2049–56. doi:10.1093 / emboj / 18.8.2049. PMC 1171289. PMID 10205159.

[pmid8559246-10] Mayhew M, da Silva AC, Martin J, Erdjument-Bromage H, Tempst P, Hartl FU (únor 1996). „Protein skládací ve střední dutině chaperoninového komplexu GroEL-GroES“. Příroda. 379 (6564): 420–6. doi:10.1038 / 379420a0. PMID 8559246. S2CID 4310511.

[pmid14272117-11] Edgar RS, Epstein RH (únor 1965). "Genetika bakteriálního viru". Scientific American. 212 (2): 70–8. Bibcode:1965SciAm.212b..70E. doi:10.1038 / scientificamerican0265-70. PMID 14272117.

[pmid4878023-12] Snustad DP (srpen 1968). „Interakce dominance v buňkách Escherichia coli smíšeně infikovaných bakteriofágem T4D divokého typu a jantarových mutantů a jejich možné důsledky, pokud jde o typ funkce genového produktu: katalytický vs. stechiometrický“. Virologie. 35 (4): 550–63. doi:10.1016/0042-6822(68)90285-7. PMID 4878023.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]