Điều khiển chất lượng protein: Tự biết khi nào gấp nếp hay phân rã pptx

Điều khiển chất lượng
protein: Tự biết khi nào
gấp nếp hay phân rã





Thông thường các
protein trong tế bào
khi bị gấp nếp bất
thường có thể hoặc
được tái gấp nếp lại cho chính
xác hoặc chúng sẽ bị phân rã bởi


con đường ubiquitin-
proteasome.
Đặc biệt là người ta nhận thấy,
tham gia vào hai con đường này
đều có sự hiện diện của các
chaperone phân tử. Trong mạng
lưới nội chất nhám (ER), các nhà
khoa học thấy tồn tại hai nhóm
chaperone khác nhau tham gia
vào việc phân lọai protein. Tuy
nhiên điều gì quyết định số phận
của protein trong tế bào?

Frydman và cộng sự trên
tờ Cell (121, 739−748; 2005) đã
giúp trả lời một phần câu hỏi này.
Nhóm tác giả đã sử dụng một dạng
đột biến protein có tên VHL (von
Hippel−Lindau) của nấm men cho
nghiên cứu của họ, dạng protein đột
biến có đặc tính là không bền và
gấp nếp không bình thường. Kết
quả cho thấy rằng các chaperone
Hsp70, Hsp90 và Stil đã hiện diện
để tham gia phân rã protein bất
thường, trong khi đó chaperone
TriC v
ốn cần thiết cho việc gấp nếp
protein thì lại không thấy. Do đó,
cũng giống như trường hợp diễn ra
trong ER, việc gấp nếp hay phân rã
protein trong tế bào chất được
quyết định từ những chaperone
khác nhau. Điều lý thú là Hsp70
tham gia cả hai quá trình gấp nếp
và phân rã protein VHL này. Tuy
nhiên lý do tại sao Hsp70 lại có vai
trò kép thì vẫn chưa được trả lời
trọn vẹn.

Một câu hỏi khác là khi nào con
đường phân rã hay con đường gấp

nếp protein họat động, nói cách
khác khi nào thì một protein được
chuyển từ con đường này sang con
đường khác. Các tác giả định chính
Stil đóng vai trò quyết định này,
Stil được biết như là một nhân tố
cầu nối giữa Hsp70 và Hsp90.
Theo đó có hai ph
ức hợp, phức hợp
thứ nhất tham gia tái gấp nếp
protein chứa Hsp70 và phức hợp
thứ hai có chức năng thủy giải
protein chứa Hsp70, Hsp90, Stil và
một số protein khác. Như vậy sự
hiện diện của Stil cũng đồng nghĩa
với Hsp90 sẽ được triệu tập tạo
thành một phức hợp phức tạp hơn
phức hợp chỉ có Hsp70.


Sự điều hòa hoặc gấp nếp hoặc
phân rã protein VHL bằng các
chaperone khác nhau.

Xem xét các protein bất thường,
các tác giả nhận thấy trước khi
chúng thật sự bị phân rã chúng còn
nấn ná cố gắng tái gấp nếp nhằm
cứu vớt tình trạng bất thường trong
cấu trúc của chúng. Do đó, trong

trường hợp này, các chaparone đã
miễn cưỡng tham gia quá trình
phân rã bằng cách biến các protein
bất thường này thành một dạng có
cấu hình bền. Nhóm Frydman còn
tìm thấy rằng ngay cả khi các phân
tử Stil và HSp90 không hiện diện
thì những protein VHL bất thường
vẫn được lưu giữ ở trạng thái bền
trong m
ột thời gian nhất định. Điều
này đưa đến một kết luận là những
chaperone này không tham gia vào
quá trình phân rã protein một cách
thụ động mà chúng có tính tự chủ
của chúng. Một kết quả đáng ngạc
nhiên từ nghiên cứu này cần lưu ý
đó là vai trò các phức hợp chứa
Hsp90. Các phức hợp chứa Hsp90
vốn được biết như những yếu tố
kích họat các kinase protein và các
thụ quan steroid, nhưng nay lại cho
thấy chúng có một vai trò bất ngờ
trong việc tham gia quyết định số
phận protein nội bào.

Cuối cùng, làm thế nào Hsp90 ủng
hộ quá trình phân rã protein? Các
tác giả giả định rằng Hsp90 có thể
kêu gọi các thành tố trong phức hệ

ubiquinin hóa ho
ặc Hsp90 đóng vai
trò như một phu khuân vác chuyển
VHL bất thường tới proteasome.
Sở dĩ các tác giả đưa ra hai gi
ả định
này vì những nghiên cứu khác cho
thấy Hsp90 có thể gắn lên các
enzyme tham gia ubiquinin hóa và
gắn với cả proteasome. Một cách
khác, Hsp90 có th
ể tạo ra một phân
tử VHL mang cấu hình đặc biệt mà
cấu hình này dễ dàng chịu sự
ubiquitin hóa hay sự phân rã. Mặc
dù còn nhiều khả năng có thể giải
thích, nhưng về cơ bản thì Hsp90
đã tham gia vào quá trình phân rã
trong nhiều con đường khác nhau.