В молекулярной биологии шаперон DnaJ , также известный как Hsp40 ( белок теплового шока 40 кДа), является молекулярным шаперонным белком . Он экспрессируется в самых разных организмах от бактерий до людей. [1] [2]
Молекулярные шапероны — это разнообразное семейство белков, которые функционируют для защиты белков от необратимой агрегации во время синтеза и во время клеточного стресса . Бактериальный молекулярный шаперон DnaK — это фермент, который связывает циклы связывания АТФ , гидролиза и высвобождения АДФ N-концевым доменом АТФ-гидролиза с циклами секвестрации и высвобождения развернутых белков C-концевым доменом связывания субстрата. Димерный GrpE является ко-шапероном для DnaK и действует как фактор обмена нуклеотидов , стимулируя скорость высвобождения АДФ в 5000 раз. [3] DnaK сам по себе является слабой АТФазой ; гидролиз АТФ DnaK стимулируется его взаимодействием с другим ко-шапероном, DnaJ. Таким образом, ко-шапероны DnaJ и GrpE способны жестко регулировать связанное с нуклеотидами и субстратом состояние DnaK способами, необходимыми для нормальных функций «домашнего хозяйства» и стрессовых функций цикла молекулярного шаперона DnaK.
Это семейство белков содержит консенсусную последовательность из 70 аминокислот , известную как домен J. Домен J DnaJ взаимодействует с белками теплового шока Hsp70 . [4] Белки теплового шока DnaJ играют роль в регуляции активности АТФазы белков теплового шока Hsp70. [5] [6]
Помимо стимуляции АТФазной активности DnaK через свой J-домен, DnaJ также ассоциируется с развернутыми полипептидными цепями и предотвращает их агрегацию. [7] Таким образом, DnaK и DnaJ могут связываться с одной и той же полипептидной цепью, образуя тройной комплекс . Образование тройного комплекса может привести к цис-взаимодействию J-домена DnaJ с АТФазным доменом DnaK. Развернутый полипептид может войти в цикл шаперонов, связавшись сначала либо с АТФ-лигандированным DnaK, либо с DnaJ. DnaK взаимодействует как с основной цепью, так и с боковыми цепями пептидного субстрата; таким образом, он демонстрирует полярность связывания и допускает только сегменты L-пептида. Напротив, было показано, что DnaJ связывает как L-, так и D-пептиды и, как предполагается, взаимодействует только с боковыми цепями субстрата.
Белки этого семейства состоят из трех доменов . N-концевой домен — это домен J (описан выше). Центральный домен — это богатая цистеином область, которая содержит четыре повтора мотива CXXCXGXG, где X — любая аминокислота. Изолированный богатый цистеином домен сворачивается цинк -зависимым образом. Каждый набор из двух повторов связывает одну единицу цинка. Хотя этот домен участвует в связывании субстрата, не было обнаружено никаких доказательств специфического взаимодействия между изолированным богатым цистеином доменом DNAJ и различными гидрофобными пептидами. Этот домен обладает активностью дисульфидизомеразы . [8] Функция C-конца — шаперон и димеризация.