試想想,，兩個(gè)跳探戈的人舞池中起舞，突然踩到一打滑的地方,，會(huì)怎樣了,？為了避免跌倒，兩人必須一起努力來應(yīng)對(duì)這個(gè)應(yīng)激時(shí)刻,。
一個(gè)密歇根大學(xué)的研究小組指出,，某些輔助蛋白為防止其客戶蛋白在應(yīng)激情況下崩潰，通過解螺旋一段長的彈性手臂來纏繞這些打滑的蛋白質(zhì),，這些輔助蛋白稱為應(yīng)激特異分子伴侶蛋白,。
當(dāng)應(yīng)激時(shí)刻一過，這個(gè)伴侶蛋白就再次摺起手臂,，使蛋白質(zhì)重新組合并恢復(fù)到細(xì)胞內(nèi)的正常生活狀態(tài),。
密歇根大學(xué)的分子生物學(xué)家Ursula Jakob指出，這項(xiàng)新研究說明了彈性是如何幫助蛋白質(zhì)在應(yīng)激情況下做好本職工作的,，而且對(duì)于細(xì)胞存活所需的大部分任務(wù)來說,，這些蛋白質(zhì)是至關(guān)重要的。
一個(gè)蛋白質(zhì)的功能取決于其形狀,，而蛋白質(zhì)形狀又取決于它是如何折疊成復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)的,。分子伴侶蛋白是協(xié)助蛋白質(zhì)折疊過程的最有名的蛋白。
大多數(shù)分子伴侶蛋白只在緊密折疊時(shí)才有活性,。但是,，密歇根大學(xué)科學(xué)家最近發(fā)現(xiàn),，某些應(yīng)激特異蛋白質(zhì)在部分展開和喪失一些結(jié)構(gòu)時(shí)才作為分子伴侶具有活性。這一發(fā)現(xiàn)推翻了原來的一般假設(shè),。
在期刊Cell上的這篇論文中,，Jakob帶領(lǐng)的研究小組描述了應(yīng)激特異協(xié)助蛋白Hsp33是如何起作用的,。
Hsp33是一個(gè)細(xì)菌蛋白,，當(dāng)暴露于象漂白劑這樣的氧化劑時(shí)，它部分展開并被活化,。Hsp33幫助的蛋白質(zhì)比漂白劑誘導(dǎo)的展開蛋白存活時(shí)間要長,，并使細(xì)菌以這種方式抵抗強(qiáng)氧化劑。
Hsp33伴侶蛋白可防止其他展開蛋白形成巨大的,、破壞性的無活性蛋白團(tuán)塊,，這個(gè)蛋白團(tuán)塊可殺死細(xì)菌。與其他伴侶蛋白一樣,，一旦應(yīng)激一過,，Hsp33就幫助它的客戶蛋白恢復(fù)原來的結(jié)構(gòu)。
這些蛋白質(zhì)打開方式是合理的,，因?yàn)樗鼈兛梢詫?duì)其他蛋白展開的情況做出非常迅速的反應(yīng),。但是，引出了幾個(gè)難解的問題：當(dāng)?shù)鞍撞糠终归_或紊亂時(shí)如何能發(fā)揮作用,，它們?nèi)绾文苤淦渌鞍祝?/p>
研究人員發(fā)現(xiàn),，Hsp33聰明地利用自己部分展開區(qū)域緊緊地結(jié)合其他展開蛋白，并保護(hù)這些展開蛋白,。與探戈舞類似,，Hsp33就是那個(gè)伸出一段長的彈性手臂纏繞其客戶蛋白的蛋白。
Hsp33手臂穩(wěn)定化這兩個(gè)蛋白,，使它們順利通過應(yīng)激時(shí)刻,，并防止客戶蛋白崩潰。當(dāng)然,，象跳舞搭檔一樣,，Hsp33與其客戶蛋白之間有著緊密的結(jié)構(gòu)相互作用。一旦應(yīng)激結(jié)束,，Hsp33的手臂摺起,，使兩個(gè)蛋白恢復(fù)原來姿勢(shì)和功能。
除了Reichmann和 Jakob外,，這篇文章的作者還有：杜克大學(xué)化學(xué)系的Ying Xu 和 Michael Fitzgerald,，密歇根大學(xué)分子、細(xì)胞與發(fā)育生物學(xué)的Claudia Cremers 和 Marianne Ilbert,，及密歇根大學(xué)電子工程學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)系的Roni Mittelman,。
該項(xiàng)目的經(jīng)費(fèi)來自美國國家衛(wèi)生研究院,、歐洲分子生物學(xué)組織和人類前沿科學(xué)計(jì)劃的一個(gè)博士后獎(jiǎng)學(xué)金。（生物谷bioon.com）
doi:10.1016/j.cell.2012.01.045
PMC:
PMID:
Order out of Disorder: Working Cycle of an Intrinsically Unfolded Chaperone
Dana Reichmann,Ying Xu,Claudia M. Cremers,Marianne Ilbert,Roni Mittelman,Michael C. Fitzgerald,Ursula Jakob
The redox-regulated chaperone Hsp33 protects organisms against oxidative stress that leads to protein unfolding. Activation of Hsp33 is triggered by the oxidative unfolding of its own redox-sensor domain, making Hsp33 a member of a recently discovered class of chaperones that require partial unfolding for full chaperone activity. Here we address the long-standing question of how chaperones recognize client proteins. We show that Hsp33 uses its own intrinsically disordered regions to discriminate between unfolded and partially structured folding intermediates. Binding to secondary structure elements in client proteins stabilizes Hsp33's intrinsically disordered regions, and this stabilization appears to mediate Hsp33's high affinity for structured folding intermediates. Return to nonstress conditions reduces Hsp33's disulfide bonds, which then significantly destabilizes the bound client proteins and in doing so converts them into less-structured, folding-competent client proteins of ATP-dependent foldases. We propose a model in which energy-independent chaperones use internal order-to-disorder transitions to control substrate binding and release.
