Ученые Университета Джонса Хопкинса обнаружили в клетке кишечной палочки уникальные белки, которые после неправильного сворачивания не способны восстановить правильную структуру даже с помощью других вспомогательных белков. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Узнайте больше в полной версии ➞Белковые ферменты являются биологическими катализаторами, которые обеспечивают протекание биохимических процессов, необходимых для жизнедеятельности. Чтобы обладать необходимыми ферментативными свойствами, белок первичной структуры должен подвергнуться фолдингу — спонтанному сворачиванию в уникальную пространственную структуру, также называемую третичной или нативной. Важную роль в фолдинге некоторых белков играют белки-шапероны, без которых правильное сворачивание невозможно.
В течение 30 лет биохимики изучали, как ферменты, развернутые веществами-денатурантами, подвергаются повторному фолдингу (рефолдингу) с помощью шаперонов, однако до сих пор было неизвестно, какие именно белки нуждаются в шаперонах, а какие нет. В новом исследовании ученые разработали новый подход на основе протеолиз-масс-спектрометрии и изотопной маркировки, чтобы провести глобальный анализ белковых структур кишечной палочки Escherichia coli, подвергаемых рефолдингу с помощью шаперонов GroEL/ES (Hsp60) и DnaK/DnaJ/GrpE (Hsp70/40).
Оказалось, что, несмотря на совершенно разные структуры, и GroEL, и DnaK могут рефолдировать большинство (85 процентов) белков кишечной палочки, свернутых неправильно. Однако ученые также идентифицировали когорту белков, которые не поддаются рефолдингу ни с одним из шаперонов. Это объясняется тем, что эффективная укладка этих ферментов в третичную структуру происходит только во время процесса трансляции, когда рибосома производит первичную последовательность аминокислот.