چاپرون های مولکولی
انواع چاپرون ها
چاپرون های مولکولی
پروتئین ها مسئول انجام عمده فعالیت های بدن هستند.
در گروه اسید های آلی بدن قرار دارند و دارای ساختمان سه بعدی می باشند.
دستور ساخت پروتئین از DNA صادروطی مراحل رونویسی وترجمه(فرایند پروتئین سازی) ،نوبت به
ساختمان سه بعدی یه به عبارتی تا خوردگی رشته های پلی پپتید می رسد.در پروتئین هایی مانند هموگلوبین که چند زیر واحد دارند این موضوع از اهمیت ویژه ای برخورداراست.
آنزیم ها و پروتئین های کمکی جهت تسهیل تاخوردگی، شناخته شده که می توان ازآنزیم پرولیل سیس-ترانس ایزومراز،آنزیم دی سولفید ایزومراز و Chaperones مولکولی نام برد.
Chaperons مولکولی دارای شکل های هم ساختار هستند ودر باکتری ،میتوکندری،کلروپلاست وسیتوزولسلول های یوکاریوتی یافت می شوند.
نوع مشخص و شناخته شده ی چاپرون های مولکولی، چاپرونین GroES وGroEL سه وظیفه مهم را باهم انجام می دهند که عبارتند از1-نقش تا خوردگی صحیح پلی پپتیدهای جدید 2-باز کردن پلی پپتیدهای غلط
تاخورده و3-جلوگیری از تجمع پروتئین ها را ایفا می کند.نحوه ی فعالیت بدین صورت است که: GroEL دارای دو حلقه استوانه مانند است و خاصیت ATP آزی دارد وGroES حکم سرپوش برای GroEL دارد که ساختاری تک حلقه ای گنبدی وتوخالی دارد.
با قرار گرفتن باقی مانده ی آمینواسیدهای آب گریزپلی پپتید در کنار چاپرونین، فرایند تا خورگی با هیدرولی ATP ومصرف انرژی آغاز می شودوسپس با برداشتن سرپوش GroES پلی پپتید تا خورده ،به بیرون
می ریزد.
Chaproens مولکولی در زمینه های مختلف کاربرد دارند:
1-هدایت صحیح پروتئین های سلولی به اندامک های هدف
2-تنظیم مرگ برنامه ریزی شده سلول (اپوپتوز)
3-دخالت در تولید پریون های طبیعی
4-جلوگیری از پیری سلول و مبارزه با سلول های سرطانی
5-کمک به تجزیه پروتئین های نادرست تا خورده وتجمع یافته
6-انتقال یون های فلزی به اندامک های مختلف سلولی
7-کمک به سنتز گیرنده های آنتی ژنی دستگاه ایمن
8-استفاده ی فرایند، از تا خوردگی مجدد پروتئین در مقاصد صنعتی(تولید پروتئین های مهندسی شده )
جلوگیری می کند.
9-دخالت در تولید پروتئین های فعال در دستگاه های عصبی، قلبی وعروقی، تنفسی وپوست.
چاپرون ها در تمام اجزاي سلولي وجود دارند و به انواع پروتئين ها متصل مي شوند ،اين پروتئين ها شامل دو خانواده ي اصلي هستند 1)چاپرون هاي مولكولي ،كه به پروتئين هاي تانخورده يا تاخورده ي ناقص متصل مي شوند و از تجزيه شدن آنها جلوگيري مي كنند و2)چاپرونين ها ،كه مستقيما تا خوردن آنها را تسهيل مي كنند .چاپرون ها داراي فعاليت ATP – آزي هستند و عملشان را به صورت اختصاصي انجام مي دهند.
از چاپرون هاي مولكولي ،خانواده ي Hsp70 از پروتئين ها را مي توان نام برد كه اين خانواده شامل Hsp70 در سيتوزول و ماتريكس ميتوكندري ،Bip در شبكه ي آندوپلاسمي و Dnakدر باكتري ها هست.Hsp70 بخش اعظم پروتئين هاي چاپرون در تمام ارگانيسم ها را تشكيل مي دهد ،اين پروتئين تحت شوك حرارتي فورا عمل مي كند و Hsp70 در حالت اتصال به ATP فرم باز به خود گرفته و به نواحي هيدروفوب پروتئين تانخورده متصل شده و از اجتماع ناصحيح آنها جلوگيري مي كند .هيدروليز ATP متصل باعث مي شود Hsp70 به فرم بسته ي خود درايد و از پروتئين هدف جدا شود.اين چاپرون ها ازپروتئين هايي كه توسط حرارت واسرشت شدند و پپتيدهايدر حال سنتز كه هنوز تانخوردند محافظت مي كنند.عداد كمي از پروتئين ها مثل پروتئين هاي اسكلت سلولي ،اكتين و توبولين براي تاخوردن به شكل صحيح و كامل به چاپرونين ها نياز دارند .چاپرون هاي يوكاريوتي به نام TCiP ،كمپلكس هاي چند زير واحدي بزرگ و بشكه مانند متشكل از 8 واحدHsp70 مي باشند همولوگ باكتريايي آنها،GroEL ،چهارده زير واحد مشابه دارد .در باكتريي مثل E.Coli اين چاپرونين به اين صورت فعاليت مي كند كه پروتئين هاي تانخورده درون ساختار محفظه مانند GroEL متصل شده سپس GroES شبيه يك كلاهك دهانه ي اين محفظه را مي پوشاند ،GroEL دچار تغييراتي در كنفرماسيون خود شده كه همراه با هيدروليز ATP و اتصال و آزاد شدن GroES بوده ،تاخوردن پلي پپتيد متصل شده را تسهيل مي كند