Chaperón molecular: com evitar situacions adhesives

1999/04/01 Muga Villate, Arturo Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Ingurumena

Al voltant d'una vintena de famílies de proteïnes compleixen els requisits per a actuar com chaperones moleculars: ajudar al plegat adequat de diverses cadenes polipeptídiques, contribuint en la disponibilitat d'un conformat in vivo estable i actiu. Els txaperones, de cara a la seqüència, no tenen res a veure amb les proteïnes que ajuden a doblegar i no tenen cap interacció amb elles després que les proteïnes hagin pres la seva estructura tridimensional original. Almenys set famílies se sintetitzen bastant en situacions d'estrès (tant tèrmic com químic).

Actuar o no com txaperón depèn de la seva capacitat per a reconèixer i unificar les regions hidrofòbiques de proteïnes que s'estenen al mitjà intracel·lular. Aquestes proteïnes comencen a treballar en la síntesi i plegat de les cadenes polipeptídiques o en la pèrdua de l'estructura original provocada per qualsevol mena d'estrès ambiental. Evita l'enllaç reversible i no covalent entre la proteïna i el txaperón, així com les interaccions intermoleculars entre regions hidrofòbiques (adhesives) sotmeses al dissolvent (agregació irreversible) o a la proteólisis primerenca de la cadena polipeptídica.

A pesar que aquestes proteïnes exerceixen un paper biològic important, no coneixem amb precisió el seu mecanisme d'actuació. L'estructura cristal·lina de diversos chaperones ha permès investigar a través de la mutagénesis direccional i postular el suposat mecanisme d'actuació. El més conegut dels sistemes és el GroE, format per una Txaperonina, el Groel i el seu corresponent soci de txaperonina, Groes. El groel és un tetradecámero amb dos anells formats per dues subunitats iguals. En la cavitat de cada anell es troba el substrat proteic que cal plegar, que impedeix interaccions amb altres proteïnes i per tant possibles agregacions.

El groes és una proteïna heptamérica que diarde com a manta de l'olla "" o cavitat del GRoel i que permet la seva eliminació al substrat proteic en condicions adequades perquè per si mateix s'intenti obtenir una estructura original. Aquestes proteïnes, de manera unitària i amb una despesa energètica (per hidròlisi de l'ATP per Groel), permeten obtenir el plegat adequat de nombroses seqüències polipeptídiques. Des del punt de vista funcional, cal destacar que l'estructura oligomérica del Groel permet la comunicació entre subunitats del mateix i diferent anell per a optimitzar l'activitat del sistema.

Les preguntes que volem respondre a través del projecte i que ens ajudaran a comprendre el seu mecanisme d'actuació són:

• En les conformacions que poden tenir les cadenes polipeptídiques al llarg del seu plegat, qui té interaccions estables amb la txaperonina?
• Com influeixen en les funcions biològiques dels txaperones els canvis d'unió produïts per diferents enllaços (nucleòtids, substrats...)?
• La txaperonina és capaç de plegar-se i oligomerizarse sense l'ajuda d'altres proteïnes? En altres paraules, quina ajuda a la txaperonina quan està en plegat, en condicions fisiològiques i d'estrès?

• Títol del projecte: Relació entre estructura i funció en chaperoninas tipus I (DGICYT PB97-1225).
• Objectiu: Anàlisi de les bases estructurals de l'activitat
  txaperonaria.
• Director: Arturo Muga Villate
• Equip de recerca: Asier Galan,Aitor
  Hierro, Adelina Prado,Begoña Sot
  i Maria Angeles Urbaneja
• Departament: Bioquímica i Biologia Molecular
• Centre: Facultat de Ciències