sunnuntai 9. syyskuuta 2012

Mistä kaperoni tietää?


Kumpi oli ensin muna vai kana? on monille tuttu ongelma. Proteiinien kanssa on vähän samalla lailla. Jotkut proteiinit valmistavat toisia proteiineja. Mistä siis ensimmäiset proteiinit tulivat?

Proteiinit muodostuvat pitkistä aminohappoketjuista, jotka ketjun valmistuttua ribosomissa laskostuvat kolmiulotteiseen muotoon. Vasta laskostunut proteiini on solussa toimiva molekyylikone.

Kaperoniproteiinit (kaitsijaproteiinit) auttavat muita proteiineja laskostumaan oikein ja korjaavat väärin laskostuneita proteiineja. Kaperonit toimivat eräänlaisina laadunvarmistajina, jotka pitävät huolta siitä, että proteiinien tuotantokoneisto tuottaa mahdollisimman virheettömiä tuotteita. Tuotteiden virheettömyys on solun ja koko eliön toiminnan ja elämän kannalta tärkeää. Virheellisesti laskostuneet proteiinit voivat aiheuttaa sairauksia tai johtaa jopa kuolemaan. Myös kaperonit voivat mutaatioiden seurauksena olla virheellisiä ja tämän tiedetään aiheuttavan sairauksia.

Vaikka kaperonit ovat solulle tärkeitä, niiden toimintaa ei täysin tunneta. Ei esimerkiksi tiedetä, tehdäänkö aminohappoketju kokonaan valmiiksi ennen laskostumista, vai alkaako laskostuminen jo kun ketjua vielä rakennetaan (translaatio)? Tutkimukset näyttävät osoittavan, että molemmat keinot ovat käytössä. Solussa on kahdenlaisia kaperoneja. Toiset käsittelevät keskeneräisiä aminohappoketjuja jo translaation aikana ja toiset vasta kokonaan valmistuneita  ketjuja. Mutta kuinka kaperonit osaavat suorittaa laskostumisen oikein tai korjata virheellisesti laskostuneen proteiinin?

Tuore bakteereilla tehty tutkimus antaa lisätietoa näistä kaperonien tärkeistä taidoista. Trigger Factor-niminen kaperoni on tärkeässä roolissa korjatessaan virheellisesti laskostuneita proteiineja translaation alkuvaiheessa. TF voi hidastaa virheellisesti edenneen laskostumisen ja se voi jopa avata virheellisesti laskotuneet aminohappoketjut.

Seuraavassa on lista Trigger Factor-kaperonin ominaisuuksista:
  • Kykenee säätelemään laskostumista 
  • Erityiset kohdekohtaiset funktiot aminohappoketjun eri osille
  • Kykenee säätelemään omaa toimintaansa translaation etenemisen mukaan
  • Toimintaan vaikuttaa se miten aminohappoketju on sitoutunut ribosomiin ja kykenee avaamaan translaation aikana virheellisesti laskostuneita kohtia

TF myös huolehtii siitä, että syntyvällä proteiinilla on riittävästi tilaa laskotumiseen ribosomin läheisyydessä eli hallitsee myös avaruudellisen säätelyn.
TF aloittaa toimintansa vasta kun uusi aminohappoketju sisältää n. 100 aminohappoa ja kun ketjulla on tiettyjä ominaisuuksia, esim. hydrofobisuus. TF myös estää ketjua laskostumasta ennenkuin ketjussa on kaikki laskostumiseen tarvittava informaatio.

Kuinkahan TF-kaperoni tietää mikä on tarvittava määrä informaatiota, jotta syntymässä oleva uusi proteiini voisi laskostua oikein? Ja kuinka sille kehittyi tämä ihmeellinen taito?



Lähde:

http://www.evolutionnews.org/2012/09/what_chaperone063951.html









Ei kommentteja:

Lähetä kommentti