Chaperona

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Em biologia, chaperonas são proteinas que têm por função assistir outras proteínas na obtenção de seu dobramento apropriado. Muitas chaperonas são proteínas heat shock , ou seja, proteínas expressadas em resposta a elevação de temperatura ou outra criticidade celular. A razão para este comportamento é que o dobramento da proteína é muito afetada pelo calor e, portanto, algumas chaperonas agem em reparar o dano potencial causado pela falha de dobramento. Outras chaperonas estão envolvidas no dobramento de novas proteínas que deixam o ribossomo. Apesar da maioria das novas proteínas sintéticas poderem dobrar na ausência de chaperonas, uma estrita minoria as requer. As chaperonas foram co-descobertas por Art Horwich, atualmente um professor na Universidade de Yale e Instituto Médico Howard Hughes, e Ulrich Hartl.

[editar] Nomenclatura e exemplos de chaperonas procarióticas

Existem muitas diferentes famílias de chaperonas; cada família age na assistência a dobra protéica de uma forma diferente. Em procariotos como E. coli, muitas destas proteínas são altamente expressivas sob condições de alta criticidade, por exemplo, quando colocado em altas temperaturas. Por esta razão, o termo "heat shock protein" foi historicamente usado para nomear estas chaperonas. O prefíxo "Hsp" desígna como uma proteína heat shock.

Hsp60 (GroEL/GroES complex in E. coli) é o melhor largo complexo (~ 1 MDa) de chaperona caracterizado. GroEL é um duplo-anel 14mer com um caminho greasy hidrofóbico na sua abertura; é tão largo que pode acomodar a dobra nativa de 54-kDa GFP em seu lumem. GroES é um anel-simples heptamer que se liga ao GroEL na presença de ATP ou ADP. GroEL/GroES pode não ser capaz de desfazer agregações anteriores, mas pode competir no caminho da má-dobra e agragação. Veja Fenton e Horwich (2003), e os artigos sobre GroEL/GroES para mais informações.

Hsp70 (DnaK in E. coli) é provavelmente a melhor caracterizada pequena chaperona (~ 70 kDa). A proteína Hsp70 são auxiliadas por proteínas Hsp40 (DnaJ in E. coli), que aumenta a taxa de consumo de ATP e a atividade das Hsp70s. Foi notado que a expressão das proteínas Hsp70 na célula resulta em em uma decreased tendency towards apoptosis. Apesar de um entendimento prociso do mecanismo ainda precise ser determinado, é conhecido que as Hsp70s tem uma alta-afinidade de ligação com proteínas não dobradas quando ligada a uma ADP, e baixa taxa de afinidade quando ligado a uma ATP. É por esta razão que muitas Hsp70s cercam um substrato não dobrado, estabilizando e preveningo agregação até que a molecula não dobrada se dobre propriamente, o qual as Hsp70s perdem afinidade com a molecula e se dispersam. Para mais informações, veja (Mayer and Bukau, 2005).

Hsp90 (HtpG in E. coli) devem ser as menos compreendidas chaperonas. Seu peso molecular é por volta de 90 kDa, e é necessário para a viabilidade em eucariotos (possivelmente procariotos também.). Cada Hsp90 tem um domínio de ligação ATP, a middle domain, and a dimerization domain. They are thought to clamp onto their substrate protein upon binding ATP, and may require co-chaperones like Hsp70. See also (Terasawa et al, 2005).

Hsp100 (Clp family in E. coli) proteins have been studied in vivo and in vitro for their ability to target and unfold tagged and misfolded proteins. Proteins in the Hsp100/Clp family form large hexameric structures with unfoldase activity in the presence of ATP. These proteins are thought to function as chaperones by processively threading client proteins through a small 20-Å pore, thereby giving each client protein a second chance to fold. Some of these Hsp100 chaperones, like ClpA and ClpX, associate with the double-ringed tetradecameric serine protease ClpP; instead of catalyzing the refolding of client proteins, these complexes are responsible for the targeted destruction of tagged and misfolded proteins.

[editar] Referências

"Hsp70 chaperones: cellular functions and molecular mechanism." Mayer, MP and Bukau, B Cell Mol Life Sci 62: 670-684, 2005. Entrez PubMed 15770419
Terasawa, et al, J Biochemistry (Tokyo), 137(4): 443-447, 2005.
"Chaperonin-mediated protein folding: fate of substrate polypeptide." Fenton, WA and Horwich, AL Q Rev Biophys 36(2): 229-256, 2003. Entrez PubMed 14686103