Hsp104
| Белок теплового шока 104 | |||
|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||
| Организм | |||
| Символ | HSP104 | ||
| Входить | 850633 | ||
| ПДБ | 5VJH | ||
| RefSeq (мРНК) | 1NM_001181846.1 | ||
| RefSeq (защита) | НП_013074. | ||
| ЮниПрот | P31539 | ||
| Другие данные | |||
| хромосома | XII: 0,09 – 0,09 Мб | ||
| |||
Hsp104 представляет собой белок теплового шока . Известно, что он обращает вспять токсичность мутантного α-синуклеина , TDP-43 , FUS и TAF15 в дрожжевых клетках. [1] hsp104, законсервированный в прокариотах (ClpB), грибах, растениях, а также в митохондриях животных, еще не обнаружен у многоклеточных животных. Hsp104 классифицируется как a. AAA+ АТФазы и подгруппа Hsp100/Clp из-за использования гидролиза Atp для структурной модуляции других белков. [2] Hsp104 не необходим для нормального роста клеток, но при воздействии стресса его количество увеличивается. Удаление агрегатов без hsp104 недостаточно, что подчеркивает важность этого белка теплового шока и его взаимодействий. [3]
Структура
[ редактировать ]Мономер Hsp104 состоит из двух NBD (сайтов связывания нуклеотидов) NBD1 и NBD2, которые взаимодействуют посредством аллостерической связи. На С-конце NBD1 имеется около 125 остатков, которые связывают оба NBD. В hsp104 NBD1 происходит гидролиз АТФ, показано, что С-конец NBD2 выражает конфигурацию структуры путем нуклеотид-зависимой гексамеразации. Эти NBD имеют диафрагмы, которые представляют собой консервативные петли, которые взаимодействуют в середине канала внутри шаперона, связывая гидролиз АТФ и транспорт полипептидов. Соединение этих реакций необходимо, так как без них это энергетически невыгодная реакция. [4] Эти консервативные петли содержат консервативные остатки Tyr, которые имеют решающее значение для связывания с субстратами. [5]
Гомогексамер Hsp104 (рис. A) является частью механизма разворачивания/пронизывания, через который проходят агрегаты и экстрагируются отдельные полипептиды. Присутствие АТФ и АДФ позволяет образовывать мономеры Hsp104 в гомогексамерные комплексы. Через гексамерный комплекс мономеры связываются и осуществляют гидролиз АТФ в результате гексармеризации hsp104. Этот гидролиз АТФ позволяет hsp104 взаимодействовать с субстратами. [2]
Индукторы экспрессии
[ редактировать ]Стрессоры, индуцирующие экспрессию Hsp104, включают: [2]
- Тепловой или холодовой шок
- Перекись водорода
- Этанол
- Арсенид натрия
Взаимодействия
[ редактировать ]Распространение приона
[ редактировать ]Роль Hsp104 при взаимодействии с Sup35 Prion Propagation заключается во взаимодействии с полимерами. Предполагается, что при повышении уровня Hsp104 амилоидные полимеры могут растворяться в неправильно свернутых мономерах или промежуточных продуктах, а затем снова превращаться в неприонные мономеры. При нормальном количестве Hsp104 полимер распадается на олигомерные «зародыши». Низкий уровень Hsp104-полимера не регулирует образование агрегатов внутри клеток, что может привести к гибели клеток. [2]
Амилоидные фибриллы
[ редактировать ]Никакого образования фибрилл не наблюдается при концентрации Hsp104 1 мкМ. При низких концентрациях Hsp104 наблюдается задержка, зависящая от концентрации. Лаг-фаза наблюдается, когда концентрация Hsp104 составляет 0,01 ед. Эта контрольная лаг-фаза составляет 9 часов, но после низкой концентрации Hsp104 она составляет 72 часа. Когда количество Hsp104 увеличивалось, лаг-фаза также усиливала ингибирование образования фибрилл. [6]
Зависимости Hsp104
[ редактировать ]Hsp104 влияет на наследование прионов у дрожжей путем изменения амилоидов. Когда это происходит, инфицированные прионы демонстрируют структуру перекрестного B и амилоидную складку. [7] Hsp104 имеет у дрожжей шаперон, называемый Hsp70, и от него зависит полная эффективность термотолерантности. Когда Hsp70 не сопровождается hsp104, это более полезно, чем если бы оба Hsp исчезли. Hsp70 сам по себе может сделать очень многое для регулирования термотолерантности: Hsp104 необходим, когда внутренние уровни Hsp70 снижаются. Hsp104 и Hsp70 также взаимодействуют, восстанавливая нативное состояние белков, которые подверглись воздействию тепла и образовали агрегаты. Когда Hsp70/40 слишком много, активность дезагрегации Hsp104 увеличивается. Малые белки теплового шока (sHsps) необходимы для Hsp104, помогая выводить агрегаты. Некоторые sHsps увеличивают свою молекулярную массу за счет частично свернутых белков и способны осуществлять дезагрегацию с помощью Hsp100/ClpB. [4]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Дрожжевой шаперон плавит белковые агрегаты» . Alzforum.org . Проверено 12 сентября 2016 г.
- ^ Jump up to: а б с д и Романова Н.В., Чернов Ю.О. (2009). «Hsp104 и распространение прионов» . Буквы о белках и пептидах . 16 (6): 598–605. дои : 10.2174/092986609788490078 . ПМК 2791106 . ПМИД 19519517 .
- ^ Jump up to: а б Бёсль Б., Гриммингер В., Уолтер С. (октябрь 2006 г.). «Молекулярный шаперон Hsp104 — молекулярная машина для дезагрегации белков». Журнал структурной биологии . 156 (1): 139–148. дои : 10.1016/j.jsb.2006.02.004 . ПМИД 16563798 .
- ^ Jump up to: а б Гриммингер-Марквардт В., Лашуэль Х.А. (март 2010 г.). «Структура и функция молекулярного шаперона Hsp104 дрожжей» . Биополимеры . 93 (3): 252–276. дои : 10.1002/bip.21301 . ПМИД 19768774 .
- ^ Шортер Дж., Саутворт Д.Р. (август 2019 г.). «Спираль контроля: структуры и механизмы дезагрегазы Hsp104» . Перспективы Колд-Спринг-Харбор в биологии . 11 (8): а034033. doi : 10.1101/cshperspect.a034033 . ПМК 6671941 . ПМИД 30745294 .
- ^ Аримон М., Гриммингер В., Санс Ф., Лашуэль Х.А. (декабрь 2008 г.). «Hsp104 нацелен на несколько промежуточных продуктов амилоидного пути и подавляет способность посева абета-фибрилл и протофибрилл» (PDF) . Журнал молекулярной биологии . 384 (5): 1157–1173. дои : 10.1016/j.jmb.2008.09.063 . ПМИД 18851977 .
- ^ Десантис М.Э., Шортер Дж. (январь 2012 г.). «Неуловимый средний домен Hsp104 и ClpB: расположение и функция» . Biochimica et Biophysical Acta (BBA) - Исследования молекулярных клеток . 1823 (1): 29–39. дои : 10.1016/j.bbamcr.2011.07.014 . ПМК 3219823 . ПМИД 21843558 .