蛋白質(zhì)折疊與細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)折疊-資料下載頁(yè)
2025-02-21 09:42本頁(yè)面
【正文】 饒著一個(gè)七重軸，連接 在一起與 GroEL 有相同的對(duì)稱(chēng)性GroES 的晶體結(jié)構(gòu)表明 GroES 的結(jié)構(gòu)象一個(gè)園屋頂 (dome) ，它的直徑大約為 75197。 高度為 30197。 并且在中央部分有一個(gè)小孔 GroES的一個(gè)亞基的結(jié)構(gòu) 亞基結(jié)構(gòu)的核心是一個(gè)由兩個(gè) β折疊片互相堆積在一起的反平行 β折疊片組成的 β桶，有兩個(gè)大的環(huán)區(qū)域穿過(guò)此核心一個(gè)環(huán)區(qū)域伸展在環(huán)平面上，園屋頂?shù)捻敹烁采w了中央孔，另一個(gè)環(huán)區(qū)域富含疏水氨基酸殘基伸展到園屋頂之下與 GroEL 的頂點(diǎn)結(jié)構(gòu)域發(fā)生相互作用。此環(huán)區(qū)域在 X射線(xiàn)晶體學(xué)結(jié)構(gòu)中是無(wú)序，的但核磁共振研究表明當(dāng) GroES 結(jié)合到 GroEL 上時(shí)此環(huán)變得有序。突變研究也表明此環(huán)區(qū)域上的疏水殘基大約分子伴侶的功能是相當(dāng)重要的 (a) 一個(gè)非折疊的蛋白質(zhì)分子黃色結(jié)合到GroELADP 復(fù)合物紅色的一端， GroES 分子綠色結(jié)合到復(fù)合物的另一端。 (b 和 c) GroES 從反方向被釋放然后與 ATP 一起重結(jié)合在 GroEL的正向位置淺紅色。 (d) 在中央腔中 蛋白正在折疊或去折疊時(shí)發(fā)生 ATP 的水解。(e) GroES 和蛋白質(zhì)分子的釋放需要 ATP 的結(jié)合和在反方向的水解。 (f) 新的未折疊的蛋白質(zhì)分子重新結(jié)合到 GroEL 上 有 GroES 正向位置結(jié)合的 GroEL 環(huán)受到很大的結(jié)構(gòu)變化，形成寬的由頂點(diǎn)結(jié)構(gòu)域和連接結(jié)構(gòu)域內(nèi)腔的壁形成的內(nèi)腔，此腔部分地由 GroES 園屋頂?shù)娜軇┧忾]。另一個(gè)反向位置的環(huán)有一個(gè)小的對(duì)溶劑開(kāi)放的腔，未折疊的蛋白可以結(jié)合在環(huán)的正向或反向的位置上但僅僅結(jié)合在正向位置上的那些分子能適當(dāng)?shù)恼郫B重排，在反向位置的多肽鏈的結(jié)合和釋放似乎在功能上并不重要 ATPbound states of GroEL captured by cryoelectron microscopy Schematic Diagram of GroEL Functional States (a)Nonnative polypeptide substrate binds to an open GroEL ring. (b)ATP binding to GroEL alters its conformation, weakens the binding of substrate, and permits the binding of GroES to the ATPbound ring. (c)The substrate is released from its binding sites and trapped inside the cavity formed by GroES binding. (d)Following encapsulation, the substrate folds in the cavity and ATP is hydrolysed. (e)After hydrolysis in the upper GroESbound ring, ATP and a second nonnative polypeptide bind to the lower ring, discharging ligands from the upper ring and initiating new GroES binding to the lower ring (f)to form a new folding active plex on the lower ring and plete the cycle. (f) and (c) are related by 180176。 rotation. Thus, the rings of GroEL alternate between foldingactive and polypeptideaccepting states. (a) and (b) are shown in brackets to indicate that they represent states that are functional in vitro, even though they are unlikely to be significantly populated in vivo. The in vivo cycle includes cycling between the asymmetric states (c)–(f). 結(jié)合在正向位置上的密封腔上的多肽的釋放需要 GroES 首先被釋放， GroES 的釋放和它的結(jié)合一樣需要 ATP 的水解，但是ATP 分子是結(jié)合在 GroEL 的反向的位置上， ATP 在 GroEL 反向位置上的水解影響了與之相距 100197。 遠(yuǎn)的 GroES 的結(jié)合。一旦GroES 被釋放，多肽鏈就會(huì)被釋放，這樣多肽鏈可結(jié)合到另一GroELGroES 復(fù)合物上以進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)，在多重的重復(fù)之后天然態(tài)的蛋白最后被釋放出來(lái)。 當(dāng)然需要回答的關(guān)鍵問(wèn)題是多肽鏈在密封的正向腔中發(fā)生了什么事件。人們提出了兩種模型。兩種模型都肯定未折疊或錯(cuò)誤折疊的蛋白是由它們暴露的疏水區(qū)域并結(jié)合在 GroEL 腔內(nèi)部的疏水區(qū)域所識(shí)別的。一種模型認(rèn)為腔的功能是將錯(cuò)誤折疊的中間體解鏈，并提供重新折疊的機(jī)會(huì)以達(dá)到正確的折疊，在此模型中折疊發(fā)生在跳躍于 GroELGroES 復(fù)合物間多肽的溶劑中。另一種模型認(rèn)為折疊發(fā)生在 GroELGroES 復(fù)合物正向腔中，多肽鏈或者在此腔中形成天然態(tài)或者形成一個(gè)最終將形成天然折疊的中間態(tài)
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