試想想，兩個跳探戈的人舞池中起舞,，突然踩到一打滑的地方,，會怎樣了？為了避免跌倒,，兩人必須一起努力來應對這個應激時刻,。
一個密歇根大學的研究小組指出，某些輔助蛋白為防止其客戶蛋白在應激情況下崩潰,，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激特異分子伴侶蛋白,。
當應激時刻一過,，這個伴侶蛋白就再次摺起手臂，使蛋白質(zhì)重新組合并恢復到細胞內(nèi)的正常生活狀態(tài),。
密歇根大學的分子生物學家Ursula Jakob指出,，這項新研究說明了彈性是如何幫助蛋白質(zhì)在應激情況下做好本職工作的，而且對于細胞存活所需的大部分任務來說,，這些蛋白質(zhì)是至關重要的,。
一個蛋白質(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雜三維結構的,。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才有活性。但是,，密歇根大學科學家最近發(fā)現(xiàn),，某些應激特異蛋白質(zhì)在部分展開和喪失一些結構時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,。
在期刊Cell上的這篇論文中,，Jakob帶領的研究小組描述了應激特異協(xié)助蛋白Hsp33是如何起作用的。
Hsp33是一個細菌蛋白,，當暴露于象漂白劑這樣的氧化劑時,，它部分展開并被活化,。Hsp33幫助的蛋白質(zhì)比漂白劑誘導的展開蛋白存活時間要長，并使細菌以這種方式抵抗強氧化劑,。
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塊，這個蛋白團塊可殺死細菌,。與其他伴侶蛋白一樣,，一旦應激一過，Hsp33就幫助它的客戶蛋白恢復原來的結構,。
這些蛋白質(zhì)打開方式是合理的,，因為它們可以對其他蛋白展開的情況做出非常迅速的反應。但是,，引出了幾個難解的問題：當?shù)鞍撞糠终归_或紊亂時如何能發(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)域緊緊地結合其他展開蛋白,，并保護這些展開蛋白,。與探戈舞類似，Hsp33就是那個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)定化這兩個蛋白,，使它們順利通過應激時刻，并防止客戶蛋白崩潰,。當然,，象跳舞搭檔一樣，Hsp33與其客戶蛋白之間有著緊密的結構相互作用,。一旦應激結束,，Hsp33的手臂摺起，使兩個蛋白恢復原來姿勢和功能,。
除了Reichmann和 Jakob外,，這篇文章的作者還有：杜克大學化學系的Ying Xu 和 Michael Fitzgerald，密歇根大學分子,、細胞與發(fā)育生物學的Claudia Cremers 和 Marianne Ilbert,，及密歇根大學電子工程學與計算機科學系的Roni Mittelman。
該項目的經(jīng)費來自美國國家衛(wèi)生研究院,、歐洲分子生物學組織和人類前沿科學計劃的一個博士后獎學金,。（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.
