JBC:分子伴侶幫助蛋白質摺疊的分子機理

2015年5月19日 訊 /生物谷BIOON/ --分子伴侶是一種協助蛋白質進行摺疊的分子助手，其中一種伴侶分子是所謂的熱激蛋白60（Hsp60），這種蛋白可以在線粒體中形成一種類似於「桶狀」的結構，從而便於蛋白摺疊過程的發生，近日刊登於the Journal of Biological Chemistry上的一篇研究論文中，來自弗萊堡大學的研究人員揭示了這些「桶狀」蛋白結構形成的分子機制。

線粒體是細胞的能量工廠，為了發揮重要的功能，線粒體會「進口」一千多種不同的蛋白質，這些蛋白質在線粒體中會獲得成熟的結構以便其處於活性狀態，這些過程就是所謂的蛋白摺疊過程，分子伴侶在這一過程中就扮演了助手的作用，其可以確保線粒體中不形成異常的蛋白積累，同時這些分子伴侶也都被稱為熱激蛋白（HSPs），因為在壓力狀況下其數量會不斷增加，比如高溫下。

線粒體包含了兩種摺疊助手：Hsp70和Hsp60，Hsp70可以幫助蛋白質運輸到線粒體中，其同時也會刺激蛋白摺疊的第一步發生；而Hsp60則會形成由兩個「槽狀」結構組成的桶狀樣結構，每一個槽都是由7個Hsp60分子圍成一個環而形成；未摺疊的蛋白質就會被包入槽中，在槽中期就可以獲得成熟的構象；Hsp60桶狀結構近可以在Hsp10的幫助下才能夠發揮功能，後者可以形成由7個亞單位組成的環狀結構。

截止到目前位置，研究者們並不清楚Hsp60桶狀結構形成的分子機制，於是本文研究中研究者就發現了Hsp70在Hsp60複合物裝配過程中的一種未知的功能；文章中研究者發現，Hsp70可以同Hsp10相互作用來將Hsp60分子組裝成為一種桶狀分子，這樣一來研究者就可以更清楚地理解Hsp60複合物形成的關鍵步驟了。而Hsp60和Hsp70的異常往往和神經系統障礙直接相關，比如帕金森疾病和痙攣性截癱；本文研究或幫助科學家們未來更好地理解這些疾病形成的原因和機制。（生物谷Bioon.com）

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Mitochondrial Heat Shock Protein (Hsp) 70 and Hsp10 Cooperate in the Formation of Hsp60 Complexes*

Lena Böttinger‡,§, Silke Oeljeklaus¶,‖, Bernard Guiard**, Sabine Rospert‡,‖, Bettina Warscheid¶,‖ and Thomas Becker‡,§,‖1

Mitochondrial Hsp70 (mtHsp70) mediates essential functions for mitochondrial biogenesis, like import and folding of proteins. In these processes, the chaperone cooperates with cochaperones, the presequence translocase, and other chaperone systems. The chaperonin Hsp60, together with its cofactor Hsp10, catalyzes folding of a subset of mtHsp70 client proteins. Hsp60 forms heptameric ring structures that provide a cavity for protein folding. How the Hsp60 rings are assembled is poorly understood. In a comprehensive interaction study, we found that mtHsp70 associates with Hsp60 and Hsp10. Surprisingly, mtHsp70 interacts with Hsp10 independently of Hsp60. The mtHsp70-Hsp10 complex binds to the unassembled Hsp60 precursor to promote its assembly into mature Hsp60 complexes. We conclude that coupling to Hsp10 recruits mtHsp70 to mediate the biogenesis of the heptameric Hsp60 rings.