Как акробатический дуэт, некоторые белки придают друг другу стабильность. Исследователи из Биоцентра Базельского университета обнаружили, что белок «триггерный фактор» распознает партнера по нестабильным, гибким доменам, чтобы затем вместе сформировать стабильный белковый дуэт. Исследование было опубликовано в текущем выпуске журнала Nature Communications..
Неправильно свернутые белки нефункциональны и вызывают повреждение клеток. Чтобы предотвратить это, существует целый арсенал белков, называемых шаперонами, которые помогают сворачиваться и осуществляют контроль качества. В бактерии Escherichia coli шаперон «триггерный фактор» (TF) защищает вновь продуцируемые белки от неправильной укладки. Исследовательская группа профессора Себастьяна Хиллера из Биоцентра Базельского университета впервые показала, что ТФ также распознают и стабилизируют друг друга. Так же, как одиночные акробаты из дуэта, одиночные сопровождающие TF стоят на шатких ногах. Только в паре они находят стабильное положение.
Шапероны помогают укладывать другие белки
В одной бактериальной клетке более 10 000 рибосом непрерывно производят белки. Эти фабрики связывают отдельные белковые компоненты в длинную пептидную цепь и транспортируют ее наружу через узкий канал. Шаперон ТФ, связанный с туннельным выходом рибосомы, принимает свежесобранный белок и, ограждая его от внешней среды, помогает ему правильно свернуться. Когда белок обретает правильную пространственную структуру, он освобождается от шаперона и может продолжать свою работу в клетке.
Будь то акробат или сопровождающий - стабильность только в дуэте
В клетке белков ТФ значительно больше, чем рибосом. Это гарантирует, что X тысяч рибосом полностью заняты и что каждый из вновь произведенных белков может быть собран. Избыточные белки ТФ, как акробатические пары, объединяются с партнером, образуя устойчивый дуэт. Спаривание происходит само по себе.
«В неспаренных белках TF область, которая могла бы связываться с рибосомой, уложена неблагоприятно и, следовательно, энергетически нестабильна», - объясняет Хиллер. «В поисках энергетически выгодной, стабильной структуры этот лабильный домен непрерывно переориентируется. ТФ способны обнаруживать такие динамичные области белка, в том числе и между собой». При объединении два нестабильных белка TF, как два акробата, соединяющиеся в критической точке, образуют стабильное пространственное расположение.
Шапероны обнаруживают домены динамических белков
"Последние данные о динамике стабильных "ТФ-дуэтов" позволяют сделать важные выводы о функционировании шаперонов. После распознавания они образуют не один тип белковой структуры, а скорее динамический ансамбль различных пространственных расположений», - говорит Хиллер. «Становится очевидным, что эта функциональность является общим паттерном для шаперонов». Функция на атомном уровне важна для исследовательского сообщества во всем мире. Проблемы в процессе сворачивания белков связаны с различными заболеваниями, такими как нарушение обмена веществ, кистозный фиброз, рак или болезнь Альцгеймера..