Префолдин (GimC) — это суперсемейство белков, используемых в комплексах сворачивания белков . Он классифицируется как гетерогексамерный молекулярный шаперон как у архей , так и у эукариот , включая людей . Молекула префолдина работает как белок-переносчик в сочетании с молекулой шаперонина для формирования комплекса шаперона и правильного сворачивания других зарождающихся белков. Одним из основных применений префолдина у эукариот является образование молекул актина для использования в цитоскелете эукариот .
Префолдин — это одно из семейств шаперонных белков, обнаруженных в доменах эукариот и архей. Префолдин действует в сочетании с другими молекулами, способствуя сворачиванию белков в клетках, где существует множество других конкурирующих путей для сворачивания. [1] Шаперонные белки выполняют нековалентную сборку других полипептидсодержащих структур in vivo . Они участвуют в сворачивании большинства других белков.
В археях префолдины, как полагают, функционируют в сочетании с шаперонинами группы II [2] в сворачивании белков de novo . Однако у эукариот префолдины приобрели более специфическую функцию: они используются для установления правильной трубчатой сборки для многих трубчатых белков, таких как актин . [3] Актин составляет 5-10% всех белков, обнаруженных в эукариотических клетках, что означает, что префолдин довольно распространен в клетках. Актин состоит из двух нитей бусинок, намотанных друг на друга, и является одной из трех основных частей цитоскелета эукариотических клеток. [4] Префолдин специфически связывается с цитозольным белком шаперонина. Этот комплекс префолдина и шаперонина затем образует молекулы актина в цитозоле. Префолдин действует как молекула-транспортер, которая транспортирует связанные, развернутые целевые белки к молекуле шаперонина (C-CPN). [3]
Например, префолдин, который используется в образовании актина, также переносит α или β тубулин в цитозольный шаперонин. Однако префолдин не образует тройной комплекс с тубулином и шаперонином. Как только тубулины контактируют с шаперонином, префолдин автоматически отпускает и покидает активный сайт из-за его высокого сродства к молекуле шаперонина. Как только префолдин контактирует с белком шаперонина, он теряет свое сродство к развернутому целевому белку.
Префолдин активируется только для связывания с неродными целевыми белками в цитозоле, так что он будет связываться только с развернутыми белками. В отличие от многих других молекулярных шаперонов, префолдин не использует химическую энергию в форме аденозинтрифосфата (АТФ) для содействия сворачиванию белка. [5]
Префолдин был обнаружен лабораторией Николаса Дж. Коуэна из кафедры биохимии Медицинского центра Нью-Йоркского университета . Он был обнаружен с помощью хроматографии . Развернутый меченый β-актин из бычьих семенников был помещен в раствор. Этот раствор содержал избыток цитозольного шаперонина (C-CPN), эукариотического шаперонного белка, необходимого для сворачивания актина. После гель-фильтрации актина начал формироваться комплекс актина, состоящий из актина и связанных с ним белков, и была обнаружена молекулярная масса комплекса. Для анализа белкового комплекса использовался гель-электрофорез, комплекс образовал одну полосу, которая была вырезана и нанесена на гель SDS. Он разделился на пять полос, тем самым доказав, что гетероолигомерный белок используется для связывания с развернутым актином. [3]
Был идентифицирован архейный гомолог префолдина, который также функционирует как молекулярный шаперон. [6] Эукариотический префолдин, вероятно, произошел от архей, поскольку он отсутствует (или был утрачен) у бактерий.
Префолдин — это гетерогексамерный белок, состоящий из двух α-субъединиц и четырех β-субъединиц. [7] [2] Каждая бета-субъединица содержит 120 аминокислотных остатков, тогда как α-субъединицы содержат 140 аминокислотных остатков. [2] Было обнаружено, что каждая субъединица имеет ширину 8,4 нм в архее Methanococcus thermoautrophicum . [2] Высота была рассчитана на уровне 1,8-2,6 нм. [2] Субъединицы организованы посредством гидрофобных взаимодействий с двумя β-бочками в центре и спирально-закрученными α-спиралями, выступающими из них вниз, как если бы это была медуза .
Нижние «щупальца» медузообразной формы являются интерфейсом между префолдином и шаперонином. [8]