Điều khiển chất lượng protein: Tự biết khi nào gấp nếp hay phân rã

Thông thường các protein trong tế bào khi bị gấp nếp bất thường có thể hoặc được tái gấp nếp lại cho chính xác hoặc chúng sẽ bị phân rã bởi con đường ubiquitin-proteasome. Đặc biệt là người ta nhận thấy, tham gia vào hai con đường này đều có sự hiện diện của các chaperone phân tử. Trong mạng lưới nội chất nhám (ER)
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Điều khiển chất lượng protein: Tự biết khi nào gấp nếp hay phân rã Điều khiển chất lượngprotein: Tự biết khi nào gấp nếp hay phân rã Thông thường các protein trong tế bào khi bị gấp nếp bất thường có thể hoặcđược tái gấp nếp lại cho chínhxác hoặc chúng sẽ bị phân rã bởicon đường ubiquitin-proteasome.Đặc biệt là người ta nhận thấy,tham gia vào hai con đường nàyđều có sự hiện diện của cácchaperone phân tử. Trong mạnglưới nội chất nhám (ER), các nhàkhoa học thấy tồn tại hai nhómchaperone khác nhau tham giavào việc phân lọai protein. Tuynhiên điều gì quyết định số phậncủa protein trong tế bào?Frydman và cộng sự trêntờ Cell (121, 739−748; 2005) đãgiúp trả lời một phần câu hỏi này.Nhóm tác giả đã sử dụng một dạngđột biến protein có tên VHL (vonHippel−Lindau) của nấm men chonghiên cứu của họ, dạng protein độtbiến có đặc tính là không bền vàgấp nếp không bình thường. Kếtquả cho thấy rằng các chaperoneHsp70, Hsp90 và Stil đã hiện diệnđể tham gia phân rã protein bấtthường, trong khi đó chaperoneTriC vốn cần thiết cho việc gấp nếpprotein thì lại không thấy. Do đó,cũng giống như trường hợp diễn ratrong ER, việc gấp nếp hay phân rãprotein trong tế bào chất đượcquyết định từ những chaperonekhác nhau. Điều lý thú là Hsp70tham gia cả hai quá trình gấp nếpvà phân rã protein VHL này. Tuynhiên lý do tại sao Hsp70 lại có vaitrò kép thì vẫn chưa được trả lờitrọn vẹn.Một câu hỏi khác là khi nào conđường phân rã hay con đường gấpnếp protein họat động, nói cáchkhác khi nào thì một protein đượcchuyển từ con đường này sang conđường khác. Các tác giả định chínhStil đóng vai trò quyết định này,Stil được biết như là một nhân tốcầu nối giữa Hsp70 và Hsp90.Theo đó có hai phức hợp, phức hợpthứ nhất tham gia tái gấp nếpprotein chứa Hsp70 và phức hợpthứ hai có chức năng thủy giảiprotein chứa Hsp70, Hsp90, Stil vàmột số protein khác. Như vậy sựhiện diện của Stil cũng đồng nghĩavới Hsp90 sẽ được triệu tập tạothành một phức hợp phức tạp hơnphức hợp chỉ có Hsp70.Sự điều hòa hoặc gấp nếp hoặcphân rã protein VHL bằng cácchaperone khác nhau.Xem xét các protein bất thường,các tác giả nhận thấy trước khichúng thật sự bị phân rã chúng cònnấn ná cố gắng tái gấp nếp nhằmcứu vớt tình trạng bất thường trongcấu trúc của chúng. Do đó, trongtrường hợp này, các chaparone đãmiễn cưỡng tham gia quá trìnhphân rã bằng cách biến các proteinbất thường này thành một dạng cócấu hình bền. Nhóm Frydman còntìm thấy rằng ngay cả khi các phântử Stil và HSp90 không hiện diệnthì những protein VHL bất thườngvẫn được lưu giữ ở trạng thái bềntrong một thời gian nhất định. Điềunày đưa đến một kết luận là nhữngchaperone này không tham gia vàoquá trình phân rã protein một cáchthụ động mà chúng có tính tự chủcủa chúng. Một kết quả đáng ngạcnhiên từ nghiên cứu này cần lưu ýđó là vai trò các phức hợp chứaHsp90. Các phức hợp chứa Hsp90vốn được biết như những yếu tốkích họat các kinase protein và cácthụ quan steroid, nhưng nay lại chothấy chúng có một vai trò bất ngờtrong việc tham gia quyết định sốphận protein nội bào.Cuối cùng, làm thế nào Hsp90 ủnghộ quá trình phân rã protein? Cáctác giả giả định rằng Hsp90 có thểkêu gọi các thành tố trong phức hệubiquinin hóa hoặc Hsp90 đóng vaitrò như một phu khuân vác chuyểnVHL bất thường tới proteasome.Sở dĩ các tác giả đưa ra hai giả địnhnày vì những nghiên cứu khác chothấy Hsp90 có thể gắn lên cácenzyme tham gia ubiquinin hóa vàgắn với cả proteasome. Một cáchkhác, Hsp90 có thể tạo ra một phântử VHL mang cấu hình đặc biệt màcấu hình này dễ dàng chịu sựubiquitin hóa hay sự phân rã. Mặcdù còn nhiều khả năng có thể giảithích, nhưng về cơ bản thì Hsp90đã tham gia vào quá trình phân rãtrong nhiều con đường khác nhau.