Prefoldin - Prefoldin

Jedná se o krystalovou strukturu archaeálního prefoldinu převzatého z archaeonu Methanobacterium thermoautotrophicum. Obraz byl vytvořen Siegertsem, R., Scheuflerem, C., Moarefim, I. pomocí rentgenové difrakce. Heterohexamerní proteinový komplex obsahuje dvě alfa podjednotky a čtyři beta podjednotky. (více informací... )

Prefoldin je rodina bílkoviny použito v skládání bílkovin komplexy. Je klasifikován jako heterohexamerní molekula garde v obou archaea a eukarya, počítaje v to lidé. Molekula prefoldinu funguje jako přenosový protein ve spojení s molekulou chaperonin za vzniku chaperonového komplexu a správného složení dalších rodících se proteinů. Jedním z hlavních použití prefoldinu v eukaryi je tvorba molekul aktin pro použití v eukaryotice cytoskelet.

Účel a použití

Prefoldin je jedna rodina chaperonové proteiny nachází se v doménách eukarya a archaea. Prefoldin působí v kombinaci s jinými molekulami na podporu skládání proteinů v buňkách, kde existuje mnoho dalších konkurenčních cest pro skládání.[1] Chaperonové proteiny provádějí nekovalentní sestavení dalších struktur obsahujících polypeptidy in vivo. Jsou zapojeny do skládání většiny ostatních proteinů.

V archaeách se předpokládá, že prefoldiny fungují v kombinaci s chaperoniny skupiny II[2] v de novo skládání bílkovin. V eukaryi však prefoldiny získaly specifičtější funkci: používají se k vytvoření správné tubulární sestavy pro mnoho tubulárních proteinů, jako je aktin.[3] Aktin tvoří 5–10% veškerého proteinu nacházejícího se v eukaryotických buňkách, což znamená, že prefoldin je v buňkách poměrně rozšířený. Actin je vyroben ze dvou šňůr korálků navinutých kolem sebe a je jednou ze tří hlavních částí cytoskelet eukaryotických buněk.[4] Prefoldin se váže konkrétně na cytosolický chaperoninový protein. Tento komplex prefoldinu a chaperoninu poté tvoří molekuly aktinu v cytosolu. Prefoldin působí jako transportní molekula, která transportuje vázané, rozložené cílové proteiny do molekuly chaperoninu (C-CPN).[3]

Například prefoldin, který se používá při tvorbě aktinu, také přenáší a nebo p tubulin na cytosolický chaperonin. Prefoldin však netvoří ternární komplex s tubulinem a chaperoninem. Jakmile jsou tubuliny v kontaktu s chaperoninem, prefoldin se automaticky pustí a opustí aktivní místo, kvůli jeho vysoké afinitě k molekule chaperoninu. Jakmile je prefoldin v kontaktu s chaperoninovým proteinem, ztrácí svou afinitu k rozvinutému cílovému proteinu.

Prefoldin se spouští pouze pro vazbu na nepůvodní cílové proteiny v cytosolu, takže se váže pouze na nerozložené proteiny. Na rozdíl od mnoha jiných molekulárních chaperonů prefoldin nepoužívá chemickou energii ve formě adenosintrifosfát (ATP), na podporu skládání bílkovin.[5]

Objev

Prefoldin byl nalezen laboratoří Nicholase J. Cowana z Oddělení biochemie na Newyorská univerzita Zdravotní středisko. Bylo objeveno pomocí chromatografie. Rozložený značený β-aktin z hovězích varlat byl vložen do roztoku. Tento roztok obsahoval přebytek cytosolického chaperoninu (C-CPN), eukaryotika garde protein nezbytný pro skládání aktinu. Po gelové filtraci aktinu se začal tvořit aktinový komplex, sestávající z aktinu a jeho vázaných proteinů, a byla pozorována molekulová hmotnost komplexu. K analýze proteinového komplexu byla použita gelová elektroforéza, komplex vytvořil jediný pás, který byl vyříznut a nanesen na SDS gel. Vyřešilo se to do pěti pásem, což dokazuje, že se k vazbě na rozvinutý aktin používá heterooligomerní protein.[3] Objev byl publikován 29. května 1998 v časopise Buňka.

Laboratoř Ulricha Hartla v Institutu Maxe Plancka pro biochemii v Martinsriedu v Německu identifikovala archaeální homolog prefoldinu, který funguje také jako molekulární chaperon.[6] Eukaryotický prefoldin se pravděpodobně vyvinul z archea, protože není přítomen (nebo byl ztracen) z bakterií.

Struktura

Prefoldin je heterohexamerní protein skládající se ze dvou podjednotek α ​​a čtyř podjednotek p. Strukturu archaeálního homologu nejprve vyřešil Siegert et al..[7] Clark poté publikoval další archaealní prefoldinovou strukturu et al..[2] Beta podjednotky obsahují 120 aminokyselina každý zbytek, zatímco a podjednotky obsahují každý 140 aminokyselinových zbytků.[2] Bylo zjištěno, že každá podjednotka měla v archaei šířku 8,4 nm Methanococcus thermoautrophicum.[2] Výška byla vypočítána při 1,8-2,6 nm.[2] Podjednotky jsou uspořádány hydrofobními interakcemi se dvěma β sudy ve středu a spirálovitě vinutými α šroubovicemi, které z nich vyčnívají, jako by šlo o Medúza.

Reference

  1. ^ "Oxfordský slovník biochemie a molekulární biologie." Oxford University Press, Oxford, 1997.
  2. ^ A b C d E Clark, D. S., Whitehead, T.A., et al.. (2007). Vláknitý molekulární chaperon rodiny prefoldinů z hlubinného hypertermofilu Methanocaldococcus jannaschii. Věda o bílkovinách, 16:626–634.
  3. ^ A b C Cowan, N. J., Vainberg, I.E., Lewis, S.A., et al.. (1998). Prefoldin, chaperon, který dodává nerozložené proteiny cytosolickému chaperoninu. Buňka, Sv. 93:863–873.
  4. ^ Fruton, Joseph S .: „Protein, enzymy, geny; Souhra chemie a biologie. “ Yale University Press, New Haven, 1999.
  5. ^ Pockley, A .: „Molekulární chaperony a buněčná signalizace.“ Cambridge University Press, Cambridge, 2005.
  6. ^ Leroux M.R., et al.. (1999). MtGimC, nový archaální chaperon související s eukaryotickým chaperoninovým kofaktorem GimC / prefoldin. EMBO J., Sv. 18:6730–6743.
  7. ^ Siegert, R., Leroux, M. R., Scheufler, C., Hartl, F. U. a Moarefi, I. (2000). Struktura prefoldinu molekulárního chaperonu: jedinečná interakce chapadel s více vinutými cívkami s rozloženými proteiny. „Cell“, „sv. 103“: 621–632.

Viz také