Шапероны

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Изображение модели комплекса бактериальных шаперонов GroES и GroEL (вид сверху).

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

Термин «молекулярный шаперон» впервые был использован в 1978 году в работе Рона Ласкей, профессора эмбриологии из Кембриджского Университета[1] при описании ядерного белка нуклеоплазмина, способного предотвращать агрегирование белка-гистона с ДНК при образовании нуклеосом. Шапероны есть в каждом живом организме, и механизм их действия, нековалентное присоединение к белку и его «расплетение» с использованием энергии гидролиза АТФ, также консервативен.

Функции[править | править код]

Многие виды шаперонов являются белком теплового шока (англ. heat shock proteins, НSP), то есть белком, экспрессия которого начинается в ответ на рост температуры, а также воздействие некоторых других экстремальных факторов.[2] Тепло сильно влияет на фолдинг белка, а некоторые виды шаперонов участвуют в исправлении потенциального вреда, который возникает из-за неправильного свертыванья белка. Другие шапероны участвуют в фолдинге только что созданного белка в тот момент, когда он «вытягивается» из рибосомы. И хотя большинство видов только что синтезированного белка могут сворачиваться и при отсутствии шаперонов, некоторым видам обязательно требуется их присутствие.

Помимо этого, белок шаперон имеет высокие регенеративные функции. Он борется с первопричиной старения кожи. Вырабатываясь в клетках кожи, шапероны способствуют нормальной укладке белка в стабильные четвертичные структуры. На основе белка теплового шока уже создаются новые поколения геля с шаперонами, которые помогают коже получить недостающий белок, ведь выработка 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: HSP100, HSP90, HSP70, HSP60, HSP40 и малые шапероны (sHSP).

Роль в болезнях человека[править | править код]

Продолжают обнаруживаться новые функции шаперонов, например, участие в разрушении белка, деятельности бактериального адгезина и в реакциях на заболевания, связанные с агрегацией белка: муковисцидоза и лизосомных болезней накопления, а также нейродегенеративных расстройств, таких как болезнь 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. Мутация в этом виде белка приводят к помутнению хрусталика из-за агрегирования белков и, как результат, к катаракте[4].

Примечания[править | править код]

  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. (англ.) : 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. (англ.) : journal. — 2005. — Vol. 60. — P. 2613—2627. — PMID 115943797.

См. также[править | править код]