Hsp60

Die Klasse der 60-kDa-Hitzeschockproteine, auch Chaperonine genannt, sind eine der wichtigsten Komponenten des Chaperonsystems in den Zellen von Bakterien und Eukaryoten. Chaperonine helfen neusynthetisierten Proteinen bei der Faltung ihrer physiologischen Sekundärstruktur. In Eukaryoten sind Hsp60-Proteine ausschließlich in den Mitochondrien lokalisiert. Wirbeltiere wie der Mensch haben nur das HSPD1-Gen, das für ein Hsp60 kodiert. Mutationen in diesem Gen sind für erbliche Formen der spastischen Spinalparalyse und der Leukodystrophie verantwortlich.^[1]

Klassifizierung

Hsp60-Proteine werden in zwei Klassen eingeteilt:

Klasse 1 besteht aus Hsp60 in Mitochondrien und GroEL in Bakterien, Proteine, die 7-gliedrige ringförmige „Fässer“ bilden, deren „Deckel“ und „Boden“ aus je 7 Molekülen Hsp10 bzw. GroES bestehen.
Klasse 2 besteht aus dem zytosolischen Chaperonin CCT (auch c-cpn oder TRiC) in höheren Eukaryoten und dem Thermosom in Archaebakterien. Diese Proteine bilden 8- bis 9-gliedrige Ringe. Hier werden „Deckel“ und „Boden“ der „Fässer“ durch Auswüchse der Tertiärstruktur der Proteine selbst gebildet.

Funktion

GroEL wird bei der Synthese von schätzungsweise einem Drittel aller mittelgroßen (30–60 kDa) Bakterienproteine benötigt. Ungefaltete Aminosäureketten binden hierbei unspezifisch an GroEL (das heißt viele verschiedene Proteine können als Substrat an GroEL binden), werden eingeschlossen, und können im Inneren des Chaperoninkomplexes ihre physiologische Struktur annehmen. Nach einem Zyklus von ATP-Hydrolyse an den 7 GroEL-Untereinheiten wird das gefaltete Substratprotein freigesetzt.^[2]^[3]

CCT hat ein weitaus begrenzteres Substratspektrum. Hier binden ungefaltete Proteine spezifisch an jeweils eine oder mehrere der CCT-Untereinheiten. Zu den Proteinen, die CCT als Faltungshelfer brauchen, zählen die Zytoskelett-Proteine Aktin und Tubulin, einige aktinähnliche Proteine, und offenbar nur wenige andere.

Siehe auch

Hsp70
Hsp90

Literatur

Hartl FU: Protein folding. Secrets of a double-doughnut. In: Nature. 371. Jahrgang, Nr. 6498, Oktober 1994, S. 557–9, doi:10.1038/371557a0, PMID 7935786.
Kim S, Willison KR, Horwich AL: Cystosolic chaperonin subunits have a conserved ATPase domain but diverged polypeptide-binding domains. In: Trends Biochem. Sci. 19. Jahrgang, Nr. 12, Dezember 1994, S. 543–8, PMID 7846767.
Hemmingsen SM, Woolford C, van der Vies SM, et al.: Homologous plant and bacterial proteins chaperone oligomeric protein assembly. In: Nature. 333. Jahrgang, Nr. 6171, Mai 1988, S. 330–4, doi:10.1038/333330a0, PMID 2897629.
Thirumalai D, Lorimer GH: Chaperonin-mediated protein folding. In: Annu Rev Biophys Biomol Struct. 30. Jahrgang, 2001, S. 245–69, doi:10.1146/annurev.biophys.30.1.245, PMID 11340060.

Einzelnachweise

↑ UniProt P10809
↑ Krishna KA, Rao GV, Rao KR: Chaperonin GroEL: structure and reaction cycle. In: Curr. Protein Pept. Sci. 8. Jahrgang, Nr. 5, Oktober 2007, S. 418–25, PMID 17979757.
↑ Chaudhuri TK, Verma VK, Maheshwari A: GroEL assisted folding of large polypeptide substrates in Escherichia coli: Present scenario and assignments for the future. In: Prog. Biophys. Mol. Biol. 99. Jahrgang, Nr. 1, Januar 2009, S. 42–50, doi:10.1016/j.pbiomolbio.2008.10.007, PMID 19027782.

[1] UniProt P10809

[2] Krishna KA, Rao GV, Rao KR: Chaperonin GroEL: structure and reaction cycle. In: Curr. Protein Pept. Sci. 8. Jahrgang, Nr. 5, Oktober 2007, S. 418–25, PMID 17979757.

[3] Chaudhuri TK, Verma VK, Maheshwari A: GroEL assisted folding of large polypeptide substrates in Escherichia coli: Present scenario and assignments for the future. In: Prog. Biophys. Mol. Biol. 99. Jahrgang, Nr. 1, Januar 2009, S. 42–50, doi:10.1016/j.pbiomolbio.2008.10.007, PMID 19027782.

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