Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
HSPD1
Белок CD44 PDB 1poz.png
Доступные конструкции
PDBОртолог поиск: PDBe RCSB
Список идентификационных кодов PDB

4PJ1

Идентификаторы
ПсевдонимыHSPD1 , CPN60, GROEL, HLD4, HSP-60, HSP60, HSP65, HuCHA60, SPG13, член 1 семейства белков теплового шока D (Hsp60)
Внешние идентификаторыOMIM : 118190 MGI : 96242 HomoloGene : 1626 GeneCards : HSPD1
Расположение гена ( человек )
Хромосома 2 (человек)
Chr.Хромосома 2 (человека) [1]
Хромосома 2 (человек)
Геномное расположение HSPD1
Геномное расположение HSPD1
Группа2q33.1Начинать197 486 584 п.н. [1]
Конец197 516 737 п.н. [1]
Расположение гена ( Мышь )
Хромосома 1 (мышь)
Chr.Хромосома 1 (мышь) [2]
Хромосома 1 (мышь)
Геномное расположение HSPD1
Геномное расположение HSPD1
Группа1 | 1 C1.2Начинать55 077 835 п.н. [2]
Конец55 088 243 п.н. [2]
Паттерн экспрессии РНК
PBB GE CD44 204489 s при tn.png

PBB GE CD44 204490 s при tn.png

PBB GE CD44 212063 при tn.png
Дополнительные данные эталонного выражения
Генная онтология
Молекулярная функция• нуклеотид связывание
• компаньонку связывания
• p53 связывания
• одноцепочечной ДНК связывания
• активности АТФазы
• GO: 0001948 связывания белка
• двухцепочечного РНК связывание
• репликация ДНК происхождение связывания
• АТФ связывание
• убиквитиным белка лигаза связывания
• белок связывание участвует в сворачивания белка
• связывание с развернутым белком
• связывание РНК
• гидролазная активность
• связывание с частицами липопротеинов высокой плотности
• связывание с ферментом
• связывание аполипопротеина
• связывание аполипопротеина AI
• связывание липополисахаридов
• изомеразная активность
Сотовый компонент• цитоплазма
• циклин-зависимая протеинкиназа, активирующая киназу, холоферментный комплекс
• липополисахаридный рецепторный комплекс
• ранняя эндосома
• митохондрия
• ямка, покрытая клатрином
• покрытая везикула
• внеклеточная экзосома
• внеклеточный матрикс
• митохондриальный матрикс
• внеклеточная
• внутренняя мембрана митохондрий
• цитозоль
• клеточная мембрана
• поверхность клетки
• мембрана
• секреторная гранула
• макромолекулярный комплекс
Биологический процесс• комплексная сборка белка шаперона-опосредованной
• положительного регулирования производства интерлейкин-12
• положительного регулирование интерлейкина-10 производства
• стабилизация белка
• созревание белков
• положительной регуляция активация макрофаги
• MyD88-зависимые платного-подобный рецептор сигнального путь
• изотипу перехода на IgG изотипы
• активаций в - клетки
• производство в - клеточный цитокин
• ответ на развернутый белок
• пролиферация в - клеток
• сворачивание белка
• положительной регуляция Т - клетки опосредованной иммунный ответ на клетки опухоли
• рефолдинг белка
• позитивная регуляция выработки интерлейкина-6
• позитивная регуляция процесса апоптоза
• реакция на холод
• вирусный процесс GO: 0022415
• активация активности эндопептидазы цистеинового типа, участвующей в апоптотическом процессе
• регуляция транскрипции с промотора РНК-полимеразы II
• ' сворачивание белка de novo
• импорт белка в межмембранное пространство митохондрий
• опосредованное шапероном сворачивание белка
• апоптотические митохондриальные изменения
• положительная регуляция продукции интерферона-альфа
• положительное регулирование выработки гамма-интерферона
• активация Т-клеток
• отрицательная регуляция апоптотического процесса
• положительная регуляция активации Т-клеток
• организация митохондрий
Источники: Amigo / QuickGO
Ортологи
РазновидностьЧеловекМышь
Entrez

3329

15510

Ансамбль

ENSG00000144381

ENSMUSG00000025980

UniProt

P10809

P63038

RefSeq (мРНК)

NM_002156
NM_199440

NM_010477
NM_001356512

RefSeq (белок)

NP_002147
NP_955472

NP_034607
NP_001343441

Расположение (UCSC)Chr 2: 197.49 - 197.52 МбChr 1: 55.08 - 55.09 Мб
PubMed поиск[3][4]
Викиданные
Просмотр / редактирование человекаПросмотр / редактирование мыши
Эта статья о митохондриальном гене бактерий и человека. Для семейства белков см. HSP60 .

GroEL - это белок, который принадлежит к семейству шаперонинов из молекулярных шаперонов и обнаружен во многих бактериях. [5] Это необходимо для правильного сворачивания многих белков. Для правильного функционирования GroEL требуется комплекс белка GroES, подобный крышке, коаперонин . В эукариот на органелл белки Hsp60 и Hsp10 структурно и функционально почти идентичны GroEL и GroES, соответственно, из - за их эндосимбиотических происхождения.

HSP60 участвует в импорте митохондриального белка и сборке макромолекул. Это может облегчить правильную укладку импортированных белков, а также может предотвратить неправильную укладку и способствовать повторной укладке и правильной сборке развернутых полипептидов, образующихся в стрессовых условиях в митохондриальном матриксе. HSP60 взаимодействует с HRAS и с белком X HBV и белком p40tax HTLV-1. HSP60 принадлежит к семейству шаперонинов (HSP60). Примечание. Это описание может включать информацию из UniProtKB.

Альтернативные названия: шаперонин 60 кДа, шаперонин 60, CPN60, белок теплового шока 60, HSP-60, HuCHA60, белок митохондриального матрикса P1, белок лимфоцитов P60, HSPD1

Белок теплового шока 60 (HSP60) представляет собой митохондриальная шаперонина , что , как правило , несет ответственность за транспортировку и укладку белков из цитоплазмы в митохондрии . Помимо своей роли белка теплового шока, HSP60 действует как шаперонин, помогая сворачивать линейные аминокислотные цепи в их соответствующую трехмерную структуру. Благодаря обширному исследованию groEL , бактериального гомолога HSP60, HSP60 был признан необходимым для синтеза и транспортировки основных митохондриальных белков из цитоплазмы клетки в митохондриальный матрикс. Дальнейшие исследования связывают HSP60 с диабетом ,реакция на стресс , рак и некоторые виды иммунологических нарушений.

Открытие [ править ]

О функции HSP60 известно немного. HSP60 млекопитающих впервые был описан как митохондриальный белок P1. Впоследствии он был клонирован и секвенирован по Радхей Гупта и его коллеги. [6] Аминокислотная последовательность показала сильную гомологию с GroEL . Первоначально считалось, что HSP60 функционирует только в митохондриях и что в цитоплазме нет эквивалентного белка . Недавние открытия опровергли это утверждение и предположили, что существует заметное различие между HSP60 в митохондриях и цитоплазме. [7] Подобная структура белка существует вхлоропласт некоторых растений. Это присутствие белка свидетельствует об эволюционной взаимосвязи развития митохондрий и хлоропластов посредством эндосимбиоза . [6]

Структура [ править ]

В нормальных физиологических условиях HSP60 представляет собой олигомер 60 килодальтон, состоящий из мономеров, которые образуют комплекс, расположенный в виде двух уложенных друг на друга гептамерных колец. [8] Эта двойная кольцевая структура образует большую центральную полость, в которой развернутый белок связывается посредством гидрофобных взаимодействий. [9] Эта структура обычно находится в равновесии с каждым из своих индивидуальных компонентов: мономерами, гептамерами и тетрадесамерами. [10] Недавние исследования начали предполагать, что в дополнение к его типичному расположению в митохондриях, HSP60 также может быть обнаружен в цитоплазме при нормальных физиологических условиях. [7]

Каждая субъединица HSP60 имеет три домена : апикальный домен, экваториальный домен и промежуточный домен. [11] Экваториальный домен содержит сайт связывания для АТФ и другого гептамерного кольца. Промежуточный домен связывает экваториальный домен и апикальный домен вместе. [11] Промежуточный домен вызывает конформационные изменения, когда АТФ связывается, позволяя чередовать гидрофильные и гидрофобные сайты связывания субстрата. [11]В неактивном состоянии белок находится в гидрофобном состоянии. При активации АТФ промежуточный домен претерпевает конформационное изменение, открывающее гидрофильную область. Это гарантирует точность связывания с белками. [11] Шаперонин 10 помогает HSP60 сворачиваться, действуя как куполообразный покров на АТФ-активной форме HSP60. Это вызывает увеличение центральной полости и способствует сворачиванию белка. [11] См. Рисунок выше для получения дополнительных сведений о конструкции.

Моноклональное антитело к HSP60 использовали для окрашивания человеческих клеток HeLa , выращенные в культуре ткани. Антитело показывает клеточные митохондрии красным цветом. Синий сигнал связан с ДНК-связывающим красителем, который выявляет ядра клеток. Окрашивание антител и изображение любезно предоставлены EnCor Biotechnology Inc.
Аминокислотная и структурная последовательность белка HSP60. [12]

Митохондриальной HSP60 последовательность содержит серию G повторов на C-конце . [6] Структура и функция этой последовательности не совсем известны. N-терминал содержит предварительную последовательность гидроксилированных аминокислот , а именно аргинин , лизин , серина и треонина , которые служат в качестве директоров для импорта белка в митохондрии. [6]

Предсказанная структура HSP60 включает несколько вертикальных синусоидальных волн , альфа-спиралей , бета-листов и поворотов на 90 градусов. Есть области гидрофобности, где белок предположительно проникает через мембрану . Есть также три N-связанных сайта гликозилирования в положениях 104, 230, 436. [9] Последовательность и вторичная структура митохондриального белка проиллюстрированы на изображении выше, полученном из банка данных по белкам.

Новые данные позволяют предположить, что HSP60, обнаруженный в митохондриях, отличается от HSP60 в цитоплазме. Что касается аминокислотной последовательности, цитоплазматический HSP60 имеет N-концевую последовательность, не обнаруженную в митохондриальном белке. [7] При анализе гель-электрофореза были обнаружены значительные различия в миграции цитоплазматического и митохондриального HSP60. Цитоплазматический HSP60 содержит сигнальную последовательность из 26 аминокислот на N-конце. Эта последовательность сильно вырождена и способна сворачиваться в амфифильную спираль . [7] Антитела против HSP60 нацелены как на митохондриальную, так и на цитоплазматическую форму. [7]Тем не менее, антитела против сигнальной последовательности нацелены только на цитоплазматическую форму. При нормальном физиологическом состоянии оба они находятся в относительно равных концентрациях. [7] Во время стресса или высокой потребности в HSP60 в цитоплазме или митохондриях клетка способна к компенсации, увеличивая присутствие HSP60 в одном компартменте и снижая его концентрацию в противоположном компартменте.

Функция [ править ]

Общие [ править ]

Белки теплового шока являются одними из наиболее эволюционно консервативных белков . [10] Значительная функция, структурная и последовательная гомология между HSP60 и его прокариотическим гомологом, groEL, демонстрирует этот уровень консервативности. Более того, аминокислотная последовательность HSP60 имеет сходство с его гомологом у растений , бактерий и людей . [13]Белки теплового шока в первую очередь отвечают за поддержание целостности клеточных белков, особенно в ответ на изменения окружающей среды. Стрессы, такие как температура, дисбаланс концентрации, изменение pH и токсины, могут индуцировать белки теплового шока для поддержания конформации белков клетки. HSP60 помогает в укладке и поддержании конформации примерно 15-30% всех клеточных белков. [11] Помимо типичной роли HSP60 в качестве белка теплового шока, исследования показали, что HSP60 играет важную роль в транспортировке и поддержании митохондриальных белков, а также в передаче и репликации митохондриальной ДНК .

Транспорт митохондриального белка [ править ]

HSP60 выполняет две основные функции в отношении транспорта митохондриального белка. Он функционирует, чтобы катализировать сворачивание белков, предназначенных для матрикса, и поддерживает белок в развернутом состоянии для транспорта через внутреннюю мембрану митохондрий. [14] Многие белки предназначены для обработки в матриксе митохондрий, но затем быстро экспортируются в другие части клетки. Гидрофобная часть HSP60 отвечает за поддержание развернутой конформации белка для трансмембранного транспорта. [14]Исследования показали, как HSP60 связывается с поступающими белками и вызывает конформационные и структурные изменения. Последующие изменения концентраций АТФ гидролизуют связи между белком и HSP60, которые сигнализируют белку о выходе из митохондрий. [14] HSP60 также способен различать белки, предназначенные для экспорта, и белки, предназначенные оставаться в митохондриальном матриксе, путем поиска амфифильной альфа-спирали из 15-20 остатков. [14] Наличие этой последовательности сигнализирует о том, что белок должен быть экспортирован, в то время как отсутствие сигнализирует о том, что белок должен оставаться в митохондриях. Точный механизм еще не совсем понят.

Метаболизм ДНК [ править ]

Помимо своей критической роли в сворачивании белков, HSP60 участвует в репликации и передаче митохондриальной ДНК . В обширных исследованиях активности HSP60 у Saccharomyces cerevisiae ученые предположили, что HSP60 связывается преимущественно с одноцепочечной цепочкой матричной ДНК в тетрадекамероподобном комплексе [15]. Этот тетрадекамерный комплекс взаимодействует с другими транскрипционными элементами, чтобы служить регуляторным механизмом для репликации и передача митохондриальной ДНК. Мутагенные исследования также подтвердили регуляторное участие HSP60 в репликации и передаче митохондриальной ДНК. [16] Мутации в HSP60 увеличивают уровни митохондриальной ДНК и приводят к последующим дефектам передачи.

Цитоплазматический против митохондриального HSP60 [ править ]

Помимо уже проиллюстрированных структурных различий между цитоплазматическим и митохондриальным HSP60, существуют заметные функциональные различия. Исследования показали, что HSP60 играет ключевую роль в предотвращении апоптоза в цитоплазме. Цитоплазматический HSP60 образует комплекс с белками, ответственными за апоптоз, и регулирует активность этих белков. [7] Цитоплазматическая версия также участвует в иммунном ответе и раке . [7] Эти два аспекта будут рассмотрены позже. Недавние исследования начали предлагать регуляторную корреляцию между HSP60 и гликолитическим ферментом, 6- фосфофруктокиназой-1.. Хотя имеется немного информации, цитоплазматические концентрации HSP60 влияют на экспрессию 6-фосфофруктокиназы при гликолизе . [17] Несмотря на эти заметные различия между цитоплазматической и митохондриальной формами, экспериментальный анализ показал, что клетка быстро способна перемещать цитоплазматический HSP60 в митохондрии, если условия окружающей среды требуют более высокого присутствия митохондриального HSP60. [7]

Синтез и сборка [ править ]

HSP60 обычно обнаруживается в митохондриях и органеллах эндосимбиотического происхождения. Мономеры HSP60 образуют два гептамерных кольца, которые связываются с поверхностью линейных белков и катализируют их сворачивание в АТФ-зависимом процессе. [18] Субъединицы HSP60 кодируются ядерными генами и транслируются в цитозоль. Затем эти субъединицы перемещаются в митохондрии, где они обрабатываются другими молекулами HSP60. [9] Несколько исследований показали, как белки HSP60 должны присутствовать в митохондриях для синтеза и сборки дополнительных компонентов HSP60. [9] Существует прямая положительная корреляция между присутствием белков HSP60 в митохондриях и производством дополнительных белковых комплексов HSP60.

В кинетике сборки Hsp60 субъединиц в 2-heptameric колец занимает две минуты. Последующий устойчивый к протеазам HSP60 образуется за период 5–10 минут. [9] Этот быстрый синтез указывает на наличие АТФ-зависимого взаимодействия, при котором образованный комплекс HSP60 стабилизирует промежуточное соединение сборочного комплекса HSP60, эффективно выступая в качестве катализатора. [9] Необходимость существующего ранее HSP60 для синтеза дополнительных молекул HSP60 поддерживает эндосимбиотическую теорию происхождения митохондрий . Должен был существовать рудиментарный прокариотический гомологичный белок, способный к подобной самосборке.

Иммунологическая роль [ править ]

Как обсуждалось выше, HSP60 обычно известен как шаперонин, который помогает сворачиванию белка в митохондриях. Однако некоторые новые исследования показали, что HSP60, возможно, играет роль в иммунном ответе «каскада сигналов опасности» . [19] Также появляется все больше доказательств того, что он играет роль в аутоиммунных заболеваниях.

Инфекция и болезнь оказывают на клетку сильнейший стресс. Когда клетка находится в состоянии стресса, она естественным образом увеличивает производство стрессовых белков, в том числе белков теплового шока, таких как HSP60. Чтобы HSP60 действовал как сигнал, он должен присутствовать во внеклеточной среде. В недавнем исследовании «выяснилось, что… шаперонин 60 можно найти на поверхности различных прокариотических и эукариотических клеток и даже может высвобождаться из клеток». [11] Согласно последним исследованиям, многие типы белков теплового шока используются в иммунной системе.ответная передача сигналов, но оказывается, что разные белки по-разному действуют и реагируют на другие сигнальные молекулы. Было показано, что HSP60 высвобождается из конкретных клеток, таких как мононуклеарные клетки периферической крови (PBMC), когда присутствуют липополисахариды (LPS) или GroEL . Это говорит о том, что клетка имеет разные рецепторы и ответы на человеческий и бактериальный HSP60. [19] Кроме того, было показано, что HSP60 обладает способностью «активировать моноциты , макрофаги и дендритные клетки… а также индуцировать секрецию широкого спектра цитокинов ». [19] Тот факт, что HSP60 отвечает на другие сигнальные молекулы, такие как LPS или GroEL, и обладает способностью активировать определенные типы клеток, подтверждает идею о том, что HSP60 является частью каскада сигналов опасности, который участвует в активации иммунного ответа.

Однако в иммунологической роли HSP60 есть поворот. Как упоминалось выше, существует два разных типа белков HSP60: бактериальные и млекопитающие. Поскольку они очень похожи по последовательности, не следует ожидать, что бактериальный HSP60 вызовет сильный иммунный ответ у людей. Иммунная система «создана, чтобы игнорировать« я », то есть составляющие хозяина; однако, как это ни парадоксально, с шаперонинами дело обстоит иначе ». [11] Было обнаружено, что существует множество антител к шаперонину, которые связаны со многими аутоиммунными заболеваниями. Согласно Ranford, et al. Были проведены эксперименты, которые показали, что антитела, которые «генерируются человеком-хозяином после воздействия бактериальных белков шаперонина 60», могут перекрестно реагировать с белками шаперонина 60 человека. [11] Бактериальный HSP60 заставляет иммунную систему вырабатывать антитела против шаперонина, хотя бактериальный и человеческий HSP60 имеют сходные белковые последовательности. Затем эти новые антитела распознают и атакуют человеческий HSP60, который вызывает аутоиммунное заболевание. Это говорит о том, что HSP60 может играть роль в аутоиммунитете , однако необходимо провести дополнительные исследования, чтобы более полно раскрыть его роль в этом заболевании.

Стрессовая реакция [ править ]

Было показано, что HSP60, как митохондриальный белок, также участвует в стрессовой реакции. Реакция на тепловой шок - это гомеостатический механизм, который защищает клетку от повреждения за счет активации экспрессии генов, кодирующих HSP60. [20] Повышающая регуляция продукции HSP60 позволяет поддерживать другие клеточные процессы, происходящие в клетке, особенно в стрессовые времена. В одном эксперименте исследователи лечили различных мышей L-DOPA и обнаружили значительную повышающую регуляцию экспрессии HSP60 в митохондриях и HSP70.экспрессия в цитоплазме. Исследователи пришли к выводу, что сигнальный путь теплового шока служит «основным механизмом защиты от нейротоксичности, вызываемой свободными радикалами кислорода и азота, образующимися при старении и нейродегенеративных расстройствах». [21] Несколько исследований показали, что HSP60 и другие белки теплового шока необходимы для выживания клеток в токсичных или стрессовых условиях. [22]

Отношение к раку [ править ]

Иммуногистохимическое окрашивание залитой парафином карциномы молочной железы человека с использованием анти-Hsp60 RabMAb. Нажмите на изображение, чтобы увидеть источник. http://www.epitomics.com/images/products/1777IHC.jpg

Человеческий Hsp60, продукт гена HSPD1, представляет собой митохондриальный шаперонин группы I, филогенетически связанный с бактериальным GroEL. Недавно сообщалось о присутствии Hsp60 вне митохондрий и вне клетки, например, в циркулирующей крови [1], [2]. Хотя предполагается, что внемитохондриальная молекула Hsp60 идентична митохондриальной, это еще полностью не выяснено. Несмотря на растущее количество экспериментальных свидетельств, показывающих, что Hsp60 вне клетки, еще не ясно, насколько общим является этот процесс и каковы механизмы, ответственные за транслокацию Hsp60 за пределы клетки. Ни на один из этих вопросов нет окончательного ответа, хотя есть некоторая информация относительно внеклеточного Hsp70. Этот шаперон также классически считался внутриклеточным белком, таким как Hsp60,но в последние несколько лет значительные свидетельства показали, что его перицеллюлярное и внеклеточное проживание

HSP60 , было показано , что влияет на апоптоз в опухолевых клетках , которые , как представляется, связаны с изменением уровней экспрессии. Существует некоторая несогласованность в том, что одни исследования показывают положительное выражение, в то время как другие исследования показывают отрицательное выражение, и, похоже, это зависит от типа рака. Существуют разные гипотезы, объясняющие влияние положительного и отрицательного выражения. Положительная экспрессия, по-видимому, ингибирует « апоптотическую и некротическую гибель клеток», в то время как отрицательная экспрессия, как полагают, играет роль «в активации апоптоза». [23] [24]

Было показано, что изменения уровня экспрессии HSP60 не только влияют на апоптоз, но и являются «новыми полезными биомаркерами для диагностических и прогностических целей». [23] Согласно Лебрету и др., Потеря экспрессии HSP60 «указывает на плохой прогноз и риск развития опухолевой инфильтрации», особенно при карциномах мочевого пузыря , но это не обязательно верно для других типов рака. [25] Например, исследования опухолей яичников показали, что избыточная экспрессия коррелирует с лучшим прогнозом, в то время как снижение экспрессии коррелирует с агрессивной опухолью. [25]Все эти исследования показывают, что экспрессию HSP60 можно использовать для прогнозирования выживаемости при определенных типах рака и, следовательно, можно будет идентифицировать пациентов, которым может помочь определенное лечение. [24]

Механизм [ править ]

Внутри клетки процесс GroEL / ES-опосредованного сворачивания белка включает несколько циклов связывания, инкапсуляции и высвобождения субстратного белка. Развернутые белки-субстраты связываются с гидрофобным связывающим участком на внутреннем крае открытой полости GroEL, образуя бинарный комплекс с шаперонином. Связывание субстратного белка таким образом, помимо связывания АТФ , вызывает конформационные изменения, которые позволяют связывать бинарный комплекс с отдельной структурой крышки, GroES . Связывание GroES к открытой полости шаперониныпобуждает отдельные субъединицы шаперонина вращаться таким образом, что сайт связывания гидрофобного субстрата удаляется из внутренней части полости, вызывая выброс субстратного белка с края в теперь в значительной степени гидрофильную камеру. Гидрофильная среда камеры способствует захоронению гидрофобных остатков субстрата, вызывая складывание субстрата. Гидролиз АТФ и связывание нового белка-субстрата с противоположной полостью посылает аллостерический сигнал, вызывающий высвобождение GroES и инкапсулированного белка в цитозоль . Данный белок претерпевает несколько раундов сворачивания, каждый раз возвращаясь в свое исходное развернутое состояние, пока не появится нативная конформация.или достигается промежуточная структура, нацеленная на достижение исходного состояния. Альтернативно, субстрат может поддаться конкурирующей реакции, такой как неправильная укладка и агрегация с другими неправильно свернутыми белками. [26]

Термодинамика [ править ]

Суженный характер внутренней части молекулярного комплекса сильно способствует компактным молекулярным конформациям белка-субстрата. Свободные в растворе, дальнодействующие неполярные взаимодействия могут происходить только за счет высокой энтропии . В непосредственной близости от комплекса GroEL относительная потеря энтропии намного меньше. Метод захвата также имеет тенденцию концентрировать неполярные сайты связывания отдельно от полярных сайтов. Когда неполярные поверхности GroEL удаляются, вероятность того, что любая данная неполярная группа встретит неполярный внутримолекулярный сайт, намного выше, чем в объемном растворе. Гидрофобные участки, которые были снаружи, собраны вместе в верхней части цисдомена и связывают друг друга. Геометрия GroEL требует, чтобы полярные структуры вели, и они охватывают неполярную сердцевину, выходящую из транс- стороны.

Структура [ править ]

Структурно GroEL представляет собой тетрадекамер с двойным кольцом, в котором цис- и транс- кольца состоят из семи субъединиц каждое. Конформационные изменения, которые происходят в центральной полости GroEL, приводят к тому, что внутренняя часть GroEL становится гидрофильной, а не гидрофобной, и, вероятно, это то, что способствует сворачиванию белка.

  • GroEL (сбоку)

  • GroEL (вверху)

  • Комплекс GroES / GroEL (сбоку)

  • Комплекс GroES / GroEL (вверху)

Ключ к активности GroEL находится в структуре мономера. Мономер Hsp60 имеет три отдельных участка, разделенных двумя шарнирными областями. Апикальная секция содержит множество гидрофобных сайтов связывания для развернутых белковых субстратов . Многие глобулярные белки не связываются с апикальным доменом, потому что их гидрофобные части сгруппированы внутри, вдали от водной среды, поскольку это термодинамически оптимальная конформация. Таким образом, эти «сайты субстрата» будут связываться только с белками, которые не свернуты оптимально. Апикальный домен также имеет сайты связывания мономеров Hsp10 GroES.

Экваториальный домен имеет прорезь возле точки шарнира для связывания АТФ , а также две точки присоединения для другой половины молекулы GroEL. Остальная часть экваториального участка умеренно гидрофильна.

Добавление АТФ и GroES оказывает сильное влияние на конформацию цис- домена. Этот эффект вызван сгибанием и вращением в двух шарнирных точках мономеров Hsp60. Промежуточный домен складывается вниз и внутрь примерно на 25 ° на нижнем шарнире. Этот эффект, умноженный на совместное изгибание всех мономеров, увеличивает экваториальный диаметр клетки GroEL. Но апикальный домен поворачивается на целых 60 ° вверх и наружу на верхнем шарнире, а также поворачивается на 90 ° вокруг оси шарнира. Это движение очень широко открывает клетку наверху цис- домена, но полностью удаляет сайты связывания субстрата изнутри клетки.

Взаимодействия [ править ]

Было показано, что GroEL взаимодействует с GroES , [27] [28] ALDH2 , [28] каспазой 3 [27] [29] и дигидрофолатредуктазой . [30]

Морфогенез фага Т4 [ править ]

Эти гены из бактериофага (фаг) Т4 , которые кодируют белки с ролью в определении структуры фага Т4 были идентифицированы с помощью условных летальных мутантов . [31] Большинство этих белков оказались основными или второстепенными структурными компонентами завершенной фаговой частицы. Однако среди продуктов генов (gps), необходимых для сборки фага, Snustad [32] идентифицировал группу gps, которые действуют каталитически, а не встраиваются сами в структуру фага. Эти каталитические gps включали gp31. Бактерия E. coli является хозяином для фага Т4, и кодируемый фагом белок gp31, по-видимому, функционально гомологиченБелок чапарона E. coli GroES и способен замещать его при сборке вирионов фага Т4 во время инфекции. [5] Роль белка gp31, кодируемого фагом, по-видимому, заключается во взаимодействии с белком GroEL, кодируемым хозяином E. coli, для содействия правильной укладке и сборке главного капсидного белка фаговой головки, gp23. [5]

См. Также [ править ]

  • Шаперонин
  • Белок теплового шока

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c GRCh38: Ensembl, выпуск 89: ENSG00000144381 - Ensembl , май 2017 г.
  2. ^ a b c GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000025980 - Ensembl , май 2017 г.
  3. ^ "Human PubMed Reference:" . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  4. ^ «Ссылка на Mouse PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  5. ^ a b c Zeilstra-Ryalls J, Fayet O, Georgopoulos C (1991). «Универсально консервативные шаперонины GroE (Hsp60)». Анну. Rev. Microbiol . 45 : 301–25. DOI : 10.1146 / annurev.mi.45.100191.001505 . PMID 1683763 . 
  6. ^ а б в г Гупта RS (январь 1995 г.). «Эволюция белков семейства шаперонинов (Hsp60, Hsp10 и Tcp-1) и происхождение эукариотических клеток» . Мол. Microbiol . 15 (1): 1–11. DOI : 10.1111 / j.1365-2958.1995.tb02216.x . PMID 7752884 . 
  7. ^ Б с д е е г ч я Ито H, Komatsuda A, H, Ohtani и др. (Декабрь 2002 г.). «HSP60 млекопитающих быстро попадает в митохондрии в условиях обезвоживания». Евро. J. Biochem . 269 (23): 5931–8. DOI : 10.1046 / j.1432-1033.2002.03317.x . PMID 12444982 . 
  8. ↑ Cheng MY, Hartl FU, Horwich AL (ноябрь 1990 г.). «Митохондриальный шаперонин hsp60 необходим для его собственной сборки». Природа . 348 (6300): 455–8. DOI : 10.1038 / 348455a0 . PMID 1978929 . 
  9. ^ Б с д е е Фентона WA, и др. (Октябрь 1994 г.). «Остатки в шаперонине GroEL, необходимые для связывания и высвобождения полипептида». Природа . 371 (6498): 614–9. DOI : 10.1038 / 371614a0 . PMID 7935796 . 
  10. ^ a b Habich C, et al. (Март 2007 г.). «Белок теплового шока 60: регулирующая роль в клетках врожденного иммунитета». Клетка. Мол. Life Sci . 64 (6): 742–51. DOI : 10.1007 / s00018-007-6413-7 . PMID 17221165 . 
  11. ^ Б с д е е г ч я Ranford JC, и др. (Сентябрь 2000 г.). «Шаперонины - это белки, передающие клеточные сигналы: развивающаяся биология молекулярных шаперонов» . Эксперт Rev Mol Med . 2 (8): 1–17. DOI : 10.1017 / S1462399400002015 . PMID 14585136 . 
  12. ^ PDB : 1SRV ; Уолш М.А. и др. (Июнь 1999 г.). «Максимум MAD: сверхбыстрое определение структуры белка». Acta Crystallogr. D . 55 (6): 1168–73. DOI : 10.1107 / S0907444999003698 . PMID 10329779 . 
  13. ^ Джонсон РБ и др. (2003). «Клонирование и характеристика гена дрожжевого шаперонина HSP60». Генетика . 84 (2): 295–300. DOI : 10.1016 / 0378-1119 (89) 90503-9 . PMID 2575559 . 
  14. ^ a b c d Koll H, et al. (Март 1992 г.). «Антифолдинг активность hsp60 связывает импорт белка в митохондриальный матрикс с экспортом в межмембранное пространство» (PDF) . Cell . 68 (6): 1163–75. DOI : 10.1016 / 0092-8674 (92) 90086-R . PMID 1347713 .  
  15. ^ Кауфман, BA. Исследования нуклеоидов ДНК митохондрий в Saccharomyces cerevisia: идентификация бифункциональных белков. В области генетики и развития , Юго-западный медицинский центр штата Юта в Далласе, Даллас, Техас. 241с.
  16. ^ Кауфман, BA (2003). «Функция митохондриального шаперонина Hsp60 в структуре и передаче нуклеоидов митохондриальной ДНК в Saccharomyces cerevisiae» . Журнал клеточной биологии . 163 (3): 457–461. DOI : 10,1083 / jcb.200306132 . ISSN 0021-9525 . PMC 2173642 . PMID 14597775 .   
  17. ^ Колл H и др. (1992). "Антифолдинговая активность импорта белков пар HSP60 в митохондриальную матрицу с экспортом в межмембранное пространство" (PDF) . Cell . 68 (6): 1163–75. DOI : 10.1016 / 0092-8674 (92) 90086-R . PMID 1347713 .  
  18. ^ Ито Х и др. (Декабрь 2002 г.). «HSP60 млекопитающих быстро попадает в митохондрии в условиях обезвоживания». Евро. J. Biochem . 269 (23): 5931–8. DOI : 10.1046 / j.1432-1033.2002.03317.x . PMID 12444982 . 
  19. ^ а б в Хансен Дж. Дж., Бросс П., Вестергард М. и др. (Январь 2003 г.). «Геномная структура генов митохондриальных шаперонинов человека: HSP60 и HSP10 расположены лицом к лицу на хромосоме 2, разделенных двунаправленным промотором». Гм. Genet . 112 (1): 71–7. DOI : 10.1007 / s00439-002-0837-9 . PMID 12483302 . 
  20. ^ Варгас Парад л, Солис С (2001). «Тепловой шок и стрессовая реакция Taenia solium и T. crassiceps ». Паразитология . 122 (5): 583–8. DOI : 10.1017 / s0031182001007764 .
  21. ^ Калабриз В, С Манкузо, Ravagna А, и др. (Май 2007 г.). «In vivo индукция белков теплового шока в черной субстанции после введения L-DOPA связана с повышенной активностью митохондриального комплекса I и нитрозативным стрессом у крыс: регуляция окислительно-восстановительным состоянием глутатиона». J. Neurochem . 101 (3): 709–17. DOI : 10.1111 / j.1471-4159.2006.04367.x . PMID 17241115 . 
  22. ^ Росси MR, Somji S, Garrett SH, Sens MA, Nath J, Sens DA (декабрь 2002 г.). «Экспрессия генов ответа на стресс hsp 27, hsp 60, hsc 70 и hsp 70 в культивируемых человеческих уротелиальных клетках (UROtsa), подвергшихся воздействию летальных и сублетальных концентраций арсенита натрия» . Environ. Перспектива здоровья . 110 (12): 1225–32. DOI : 10.1289 / ehp.021101225 . PMC 1241110 . PMID 12460802 .  
  23. ^ a b Cappello F, Di Stefano A, David S и др. (Ноябрь 2006 г.). «Понижающая регуляция Hsp60 и Hsp10 предсказывает канцерогенез бронхиального эпителия у курильщиков с хронической обструктивной болезнью легких» . Рак . 107 (10): 2417–24. DOI : 10.1002 / cncr.22265 . PMID 17048249 . 
  24. ^ a b Урушибара М., Кагеяма Ю., Акаши Т. и др. (Январь 2007 г.). «HSP60 может предсказывать хороший патологический ответ на неоадъювантную химиолучевую терапию при раке мочевого пузыря» . Jpn. J. Clin. Онкол . 37 (1): 56–61. DOI : 10.1093 / jjco / hyl121 . PMID 17095522 . 
  25. ^ а б Лебре Т., Уотсон Р. В., Молини В. и др. (Сентябрь 2003 г.). «Белки теплового шока HSP27, HSP60, HSP70 и HSP90: экспрессия в карциноме мочевого пузыря» . Рак . 98 (5): 970–7. DOI : 10.1002 / cncr.11594 . PMID 12942564 . 
  26. ^ Хорвич AL, Фентон WA, Chapman E, Farr GW (2007). «Два семейства шаперонинов: физиология и механизм». Анну. Rev. Cell Dev. Биол . 23 : 115–45. DOI : 10.1146 / annurev.cellbio.23.090506.123555 . PMID 17489689 . 
  27. ^ a b Самали А., Цай Дж., Животовский Б., Джонс Д.П., Оррениус С. (апрель 1999 г.). «Присутствие преапоптотического комплекса прокаспазы-3, Hsp60 и Hsp10 в митохондриальной фракции клеток jurkat» . EMBO J . 18 (8): 2040–8. DOI : 10.1093 / emboj / 18.8.2040 . PMC 1171288 . PMID 10205158 .  
  28. ↑ a b Lee KH, Kim HS, Jeong HS, Lee YS (октябрь 2002 г.). «Шаперонин GroESL опосредует сворачивание белка митохондриальной альдегиддегидрогеназы печени человека в Escherichia coli». Biochem. Биофиз. Res. Commun . 298 (2): 216–24. DOI : 10.1016 / S0006-291X (02) 02423-3 . PMID 12387818 . 
  29. ^ Xanthoudakis S, Рой S, D Rasper, Хеннесси Т, Аубин Y, R Кассади, Tawa Р, Р Рюэль, Розен А, Николсона DW (апрель 1999 г.). «Hsp60 ускоряет созревание прокаспазы-3 вышестоящими протеазами-активаторами во время апоптоза» . EMBO J . 18 (8): 2049–56. DOI : 10.1093 / emboj / 18.8.2049 . PMC 1171289 . PMID 10205159 .  
  30. Перейти ↑ Mayhew M, da Silva AC, Martin J, Erdjument-Bromage H, Tempst P, Hartl FU (февраль 1996). «Сворачивание белка в центральной полости шаперонинового комплекса GroEL-GroES». Природа . 379 (6564): 420–6. DOI : 10.1038 / 379420a0 . PMID 8559246 . S2CID 4310511 .  
  31. ↑ Эдгар RS, Эпштейн RH (февраль 1965 г.). «Генетика бактериального вируса». Scientific American . 212 (2): 70–8. Bibcode : 1965SciAm.212b..70E . DOI : 10.1038 / Scientificamerican0265-70 . PMID 14272117 . 
  32. ^ Snustad DP (август 1968). «Доминирующие взаимодействия в клетках Escherichia coli, смешанных с бактериофагом T4D дикого типа и мутантами янтарного типа, и их возможное влияние на тип функции гена-продукта: каталитическая или стехиометрическая». Вирусология . 35 (4): 550–63. DOI : 10.1016 / 0042-6822 (68) 90285-7 . PMID 4878023 . 

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Табибзаде С., Брум Дж. (1999). «Белки теплового шока в эндометрии человека на протяжении всего менструального цикла» . Заражение 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 .
  • Шефер С., Уильямс Дж. А. (2000). «Стресс-киназы и белки теплового шока в поджелудочной железе: возможные роли в нормальном функционировании и заболевании». J. Gastroenterol . 35 (1): 1–9. DOI : 10.1080 / 003655200750024443 . ЛВП : 2027,42 / 42441 . PMID  10632533 . S2CID  9706591 .
  • Мозли П. (2000). «Стрессовые белки и иммунный ответ». Иммунофармакология . 48 (3): 299–302. DOI : 10.1016 / S0162-3109 (00) 00227-7 . PMID  10960671 .
  • Лю Y, Steinacker JM (2001). «Изменения белков теплового шока в скелетных мышцах: патологическое значение». Передний. Biosci . 6 : D12-25. DOI : 10.2741 / Лю . PMID  11145923 .
  • Ван Маэле Б., Дебизер З. (2005). «Интеграция ВИЧ-1: взаимодействие интегразы ВИЧ-1, клеточных и вирусных белков». Rev СПИДа . 7 (1): 26–43. PMID  15875659 .
  • Хохштрассер Д.Ф., Фрутигер С., Пакет Н., Байрох А., Равье Ф., Паскуали С., Санчес Дж. К., Тиссо Д. Д., Бьеллквист Б., Варгас Р. (1992). «Карта белков печени человека: справочная база данных, созданная путем микросеквенирования и сравнения гелей». Электрофорез . 13 (12): 992–1001. DOI : 10.1002 / elps.11501301201 . PMID  1286669 . S2CID  23518983 .
  • Икава С., Вайнберг Р.А. (1992). «Взаимодействие между p21ras и белком теплового шока hsp60, шаперонином» . Proc. Natl. Акад. Sci. США . 89 (6): 2012–6. DOI : 10.1073 / pnas.89.6.2012 . PMC  48586 . PMID  1347942 .
  • Брудзинский К., Мартинес В., Гупта Р.С. (1992). «Иммуноцитохимическая локализация белка теплового шока 60, родственного белку в секреторных гранулах бета-клеток, и его измененное распределение у мышей с диабетом без ожирения» . Диабетология . 35 (4): 316–24. DOI : 10.1007 / BF00401198 . PMID  1516759 .
  • Доусон SJ, Белый LA (1992). «Лечение эндокардита Haemophilus aphrophilus ципрофлоксацином». J. Infect . 24 (3): 317–20. DOI : 10.1016 / S0163-4453 (05) 80037-4 . PMID  1602151 .
  • Сингх Б., Патель Х. В., Ридли Р. Г., Фриман К. Б., Гупта Р. С. (1990). «Митохондриальный импорт человеческого шаперонина (HSP60)». Biochem. Биофиз. Res. Commun . 169 (2): 391–6. DOI : 10.1016 / 0006-291X (90) 90344-M . PMID  1972619 .
  • Веннер Т.Дж., Сингх Б., Гупта Р.С. (1990). «Нуклеотидные последовательности и новые структурные особенности семейств генов hsp60 (шаперонина) человека и китайского хомячка». ДНК Cell Biol . 9 (8): 545–52. DOI : 10.1089 / dna.1990.9.545 . PMID  1980192 .
  • Уорд Л.Д., Хонг Дж., Уайтхед Р.Х., Симпсон Р.Дж. (1990). «Разработка базы данных аминокислотных последовательностей белков карциномы толстой кишки человека, разделенных с помощью двумерного электрофореза в полиакриламидном геле». Электрофорез . 11 (10): 883–91. DOI : 10.1002 / elps.1150111019 . PMID  2079031 . S2CID  21541503 .
  • Джиндал С., Дудани А. К., Сингх Б., Харли С. Б., Гупта Р. С. (1989). «Первичная структура митохондриального белка человека, гомологичного бактериальным и растительным шаперонинам и 65-килодальтонному микобактериальному антигену» . Мол. Клетка. Биол . 9 (5): 2279–83. DOI : 10.1128 / mcb.9.5.2279 . PMC  363030 . PMID  2568584 .
  • Вальдингер Д., Экерскорн С., Лотцпейх Ф, Клив Х (1988). «Гомология аминокислотной последовательности полиморфного клеточного белка из лимфоцитов человека и шаперонинов из Escherichia coli (groEL) и хлоропластов (Rubisco-связывающий белок)». Биол. Chem. Хоппе-Зейлер . 369 (10): 1185–9. DOI : 10.1515 / bchm3.1988.369.2.1185 . PMID  2907406 .
  • Крайзель В., Хильдебрандт Х., Шильц Э., Кёлер Г., Спамер С., Дитц С., Месснер В., Хейльманн С. (1994). «Иммуно-золотое электронно-микроскопическое обнаружение белка теплового шока 60 (hsp60) в митохондриях гепатоцитов и миокардиоцитов крыс». Acta Histochem . 96 (1): 51–62. DOI : 10.1016 / s0065-1281 (11) 80009-7 . PMID  7518175 .
  • Корбетт JM, Уиллер CH, Бейкер CS, Якуб MH, Данн MJ (1994). "База данных двумерного гелевого белка миокарда человека: обновление 1994". Электрофорез . 15 (11): 1459–65. DOI : 10.1002 / elps.11501501209 . PMID  7895732 . S2CID  33359306 .
  • Baca-Estrada ME, Gupta RS, Stead RH, Croitoru K (1994). «Экспрессия в кишечнике и клеточные иммунные ответы на человеческий белок теплового шока 60 при болезни Крона». Копать землю. Dis. Sci . 39 (3): 498–506. DOI : 10.1007 / BF02088334 . PMID  7907543 . S2CID  22032288 .
  • Велес-Гранель С.С., Ариас А.Э., Торрес-Руиз Дж.А., Бендаян М. (1994). «Молекулярные шапероны в ткани поджелудочной железы: присутствие cpn10, cpn60 и hsp70 в различных компартментах вдоль секреторного пути ацинарных клеток». J. Cell Sci . 107 (3): 539–49. PMID  7911805 .
  • Mayhew M, da Silva AC, Martin J, Erdjument-Bromage H, Tempst P, Hartl FU (1996). «Сворачивание белка в центральной полости шаперонинового комплекса GroEL-GroES». Природа . 379 (6564): 420–6. DOI : 10.1038 / 379420a0 . PMID  8559246 . S2CID  4310511 .
  • Табибзаде С., Конг QF, Сатьясваруп П.Г., Бабакния А (1996). «Белки теплового шока в эндометрии человека на протяжении всего менструального цикла» . Гм. Репрод . 11 (3): 633–40. DOI : 10.1093 / humrep / 11.3.633 . PMID  8671282 .

Внешние ссылки [ править ]

  • GroEL + Protein в Национальной медицинской библиотеке США по предметным заголовкам по медицинским предметам (MeSH)
  • "Palaeos Bacteria: Pieces: GroEL" . Архивировано из оригинала на 2007-04-26. (Права не защищены)
  • Трехмерные макромолекулярные структуры GroEL в EMDB