Molecola del Mese di David S. Goodsell Trad. di Mauro Tonellato

Chaperon

Indice 2002

Come si può vedere osservando le molte strutture nell'archivio PDB, la maggior parte delle proteine attive ha una struttura globulare stabile.
Le proteine, però, vengono sintetizzate nei ribosomi semplicemente legando uno all'altro in sequenza i vari amminoacidi e quindi inizialmente sono costituite da catene prive di una precisa forma tridimensionale. La maggior parte delle catene proteiche si avvolge poi spontaneamente per assumere la struttura finale, guidata dal bisogno di proteggere le sue porzioni idrocarburiche apolari dall'acqua circostante. Alcune grandi proteine, però, hanno bisogno di essere aiutate in questo frangente. Il loro processo di ripiegamento potrebbe incepparsi in qualche modo mentre cercano di assumere la corretta forma tridimensionale.

I Rischi dei Ripiegamenti Errati
Questo non è un problema banale. Le cellule non possono aspettare in modo passivo che le proteine si ripieghino correttamente. Le proteine avvolte in modo errato spesso hanno gli amminoacidi apolari in superficie, invece che nascosti al sicuro nel loro interno. Queste porzioni idrocarburiche apolari si legano fortemente con porzioni simili su altre proteine e formano grandi aggregati. Gli aggregati casuali portano alla morte le cellule: malattie come l'anemia falciforme, il morbo della mucca pazza, e il morbo di Alzheimer sono causate da aggregazioni innaturali di proteine che formano fibrille che ostacolano la vita cellulare.

Guide Durante il Processo di Ripiegamento
I Chaperon sono particolari proteine che guidano le altre proteine durante il corretto processo di ripiegamento. Le proteggono durante il ripiegamento schermandole da altre proteine che potrebbero legarsi e impedire il processo. Molti chaperon sono chiamati proteine da "shock termico" (con nomi come HSP-60) perché sono sintetizzati in grande quantità quando le cellule sono esposte ad un forte calore, come nel caso di ustioni. Una temperatura eccessiva, in generale, destabilizza le proteine e rende i ripiegamenti errati più frequenti. Così quando la temperatura si alza troppo, le cellule hanno bisogno di un aiuto extra con le loro proteine.

I Chaperon HSP-60
Questo tipo di chaperon ha una struttura complessa e realizza un ambiente chiuso per le proteine in fase di ripiegamento che le protegge totalmente durante il processo. Qui è mostrato il complesso GroEL-GroES del batterio E.coli, dall'archivio PDB 1aon.
La struttura è composta da due anelli sovrapposti di proteine GroEL, colorati qui in verde e in blu, e un cappuccio sul lato inferiore di proteine GroES, colorato in rosso e giallo. Come si vede nella figura in alto, sette proteine GroEL formano un anello con una cavità interna dalle dimensioni di una proteina. Le proteine non avvolte entrano in questa cavità e si ripiegano al suo interno.

Avanti: I Chaperon HSP-70 e Prefoldin