La mayoría de las proteínas en la célula tienen una vida útil finita. Bajo diversas condiciones, pueden sufrir daños de diversos grados de severidad que van desde casos leves de mal plegamiento (posiblemente reversible) hasta daños irreversibles que requieren que se descompongan y sus aminoácidos se reciclen.
Las chaperonas moleculares forman parte de un sistema de control de calidad que busca restaurar las proteínas que se han plegado incorrectamente después de varias formas de estrés, incluida la exposición al calor excesivo. Aunque se expresa constitutivamente en condiciones normales, la expresión de muchas chaperonas se regula positivamente cuando la célula experimenta condiciones de temperatura elevada. El aumento de la expresión de chaperones es, por lo tanto, parte de la respuesta de choque térmico.
La desnaturalización inducida por calor de proteínas implica la exposición al disolvente de segmentos no polares que normalmente estarían enterrados dentro de la proteína. Los chaperones detectan dichos motivos y, a través de una variedad de estrategias, guían a las regiones mal plegadas a su lugar.
Los chaperones se dividen en tres clases funcionales principales: (1) los chaperones plegables utilizan cambios de forma impulsados por ATP para facilitar que la proteína mal plegada vuelva a su conformación adecuada dentro de un entorno de plegado protegido. (2) Las chaperonas de retención reconocen proteínas parcialmente desnaturalizadas, y se unen a ellas para evitar un mayor daño hasta que las condiciones de estrés hayan vuelto a la normalidad, momento en el que un chaperón plegable puede trabajar sobre la proteína. (3) Los desagregantes funcionan para resolubilizar agregados agrupados de proteínas.
Ejemplos:
GroEL-GroES es una proteína bacteriana de choque térmico. GroEl es un gran cilindro hueco de doble extremo. GroES es una tapa en forma de cúpula que comprende siete subunidades idénticas. Las proteínas parcialmente desnaturalizadas, de hasta 60 kDa de tamaño, son atraídas por los residuos hidrofóbicos localizados en el borde del cilindro. Una vez dentro, la cavidad está cubierta por GroES, y el conjunto experimenta cambios conformacionales que dan masajes a la proteína en forma.
¿Cómo se sintetiza el malonato de dietilo?
Cómo convertir la actividad específica de una enzima / fármaco en una concentración molar
¿Cómo y dónde se sintetizan las proteínas?
¿Qué haría un humano si él / ella pudiera alterar su propio ADN?
Fuente: Biología Molecular de la Célula, Alberts et al.
Cambios conformacionales impulsados por ATP durante el ciclo de acción GroEL-GroES. Fuente: Chaperones moleculares. Este gif puede no animarse en la aplicación móvil Quora. Para ver la animación, puede visitar el sitio web fuente.
DnaK-DnaJ-GrpE
DnaK busca estiramientos hidrofóbicos expuestos flanqueados por residuos básicos, que son un motivo común en las proteínas parcialmente desnaturalizadas. Por lo tanto, DnaK puede unirse a un gran número de proteínas estructuralmente y funcionalmente no relacionadas. Junto con los cofactores DnaJ y GrpE, DnaK realiza cambios conformacionales dependientes de ATP para restaurar la proteína a su estado nativo. Pueden requerirse ciclos múltiples de liberación de unión.
Fuente: Los parámetros cinéticos y el costo de energía de la chaperona Hsp70 como un poliplopido desencadenado
Clp es un desajuste Su estructura incluye un canal central de 1,6 nm a través del cual una proteína parcialmente desnaturalizada se puede enhebrar en un proceso que requiere ATP. A medida que sale del canal, la proteína puede hidrolizarse o replegarse espontáneamente, o puede transferirse a los sistemas DnaK-DnaJ-GrpE o GroEL-GroES para replegarse.
Fuente: familia de la proteasa Clp – Wikipedia
Hsp33 es un acompañante. Se activa en condiciones de oxidación, lo que provoca que se formen enlaces disulfuro entre los monómeros de Hsp33 para crear dímeros activos.
Fuente: Hsp33 | Jakob Lab
