Acompañante (proteína)
Las proteínas chaperonas participan en el plegamiento de más de la mitad de todas las proteínas de los mamíferos. En biología molecular , las chaperonas moleculares son proteínas que ayudan al plegamiento o despliegue conformacional y al ensamblaje o desensamblaje de otras estructuras macromoleculares. Las chaperonas están presentes cuando las macromoléculas realizan sus funciones biológicas normales y han completado correctamente los procesos de plegamiento y/o ensamblaje. Las chaperonas se ocupan principalmente del plegamiento de proteínas . La primera proteína en ser llamada chaperona ayuda al ensamblaje de nucleosomas a partir de histonas plegadas y ADN y tales chaperonas de ensamblaje, especialmente en el núcleo, [1][2] se ocupan del ensamblaje de subunidades plegadas en estructuras oligoméricas. [3]
Una función principal de las chaperonas es evitar que tanto las cadenas polipeptídicas recién sintetizadas como las subunidades ensambladas se agreguen en estructuras no funcionales. Es por esta razón que muchas chaperonas, pero de ninguna manera todas, son proteínas de choque térmico porque la tendencia a agregarse aumenta a medida que las proteínas se desnaturalizan por el estrés. En este caso, las chaperonas no transmiten ninguna información estérica adicional necesaria para que las proteínas se plieguen. Sin embargo, algunas 'chaperones estéricas' muy específicas transmiten información estructural (estérica) única a las proteínas, que no pueden plegarse espontáneamente. Tales proteínas violan el dogma de Anfinsen , [4] que requiere dinámica de proteínaspara doblar correctamente. La familia de chaperonas hsp70 (proteína de choque térmico de 70 kDa) se une a una secuencia corta de aminoácidos hidrofóbicos que emergen mientras se sintetiza un nuevo polipéptido que los protege del solvente. La familia hsp60 se llama chaperoninas difieren en su secuencia y estructura de hsp70 y sus homólogos hsp60 actúan más tarde en el proceso de plegamiento a menudo junto con una hsp70 [5] Se han aplicado varios enfoques para estudiar la estructura, la dinámica y el funcionamiento de las chaperonas. Las mediciones bioquímicas a granel nos han informado sobre la eficiencia del plegamiento de proteínas y la prevención de la agregación cuando las chaperonas están presentes durante el plegamiento de proteínas. Avances recientes en el análisis de moléculas individuales [6]han aportado información sobre la heterogeneidad estructural de las chaperonas, los intermedios de plegamiento y la afinidad de las chaperonas por las cadenas de proteínas estructuradas y no estructuradas.
Algunos sistemas de chaperonas funcionan como foldasas : apoyan el plegamiento de proteínas de manera dependiente de ATP (por ejemplo, el sistema GroEL / GroES o el sistema DnaK / DnaJ / GrpE ). Aunque la mayoría de las proteínas recién sintetizadas pueden plegarse en ausencia de chaperonas, una minoría las requiere estrictamente para lo mismo. Otras chaperonas funcionan como holdasas : se unen a los intermedios de plegamiento para evitar su agregación, por ejemplo, DnaJ o Hsp33 . [7] Las chaperonas también pueden funcionar como disgregasas , es decir, pueden interactuar con conjuntos de proteínas aberrantes y convertirlos en monómeros. [8]Algunas chaperonas pueden ayudar en la degradación de proteínas , conduciendo proteínas a sistemas de proteasa , como el sistema ubiquitina-proteasoma en eucariotas . [9]
Muchas chaperonas son proteínas de choque térmico , es decir, proteínas que se expresan en respuesta a temperaturas elevadas u otras tensiones celulares. [10] La razón de este comportamiento es que el plegamiento de proteínas se ve gravemente afectado por el calor y, por lo tanto, algunas chaperonas actúan para prevenir o corregir el daño causado por el mal plegamiento.
El hacinamiento macromolecular puede ser importante en la función de chaperona. El entorno abarrotado del citosol puede acelerar el proceso de plegamiento, ya que una proteína plegada compacta ocupará menos volumen que una cadena proteica desplegada. [11] Sin embargo, el hacinamiento puede reducir el rendimiento de la proteína plegada correctamente al aumentar la agregación de proteínas . [12] [13] El hacinamiento también puede aumentar la eficacia de las proteínas chaperonas como GroEL , [14] que podría contrarrestar esta reducción en la eficiencia de plegamiento. [15]
