Czaperony molekularne w procesie fałdowanie białek

Geny kodują białka, wszechobecne molekuły odpowiedzialne za prawie wszystko procesy komórkowe i za wyżej uorganizowane funkcje organizmu. Nieprawidłowości w ich sfałdowaniu i agregacji są powszechne i jeśli nie zostaną skorygowane, mogą powodować starzenie, choroby i śmierć komórki. Aby temu zapobiec, natura na drodze ewolucji stworzyła maszynerię enzymatyczną zwaną molekułami opiekuńczymi lub czaperonami.

Czaperony przyczyniają się do poprawnego fałdowania białek i odgrywają rolę w ich proteolitycznym, zależnym od ATP rozkładzie, jeśli białka są sfałdowane nieprawidłowo. ATP jest nośnikiem energii w komórce, niezbędnym do poprawnej pracy maszyn molekularnych. Finansowani przez UE naukowcy użyli najnowocześniejszej spektroskopii NMR do badań zależnego od czaperonów (ponownego) fałdowania białek w projekcie "Real-time studies of biological nanomachines in action by NMR" (NANOLIFE@WORK).

Celem tych badań było wyjaśnienie mechanizmów indukowanego przez ATP cyklu konformacyjnego (powtarzających się zmian w konformacji czaperonów molekularnych). Badacze zajęli się również biernym mechanizmem ochrony substratu przez czaperony i fałdowaniem białek z ich udziałem.

Agregacja białek w mózgu jest charakterystyczna dla różnych chorób neurodegeneracyjnych, np. choroby Alzheimera i Parkinsona, jak również dla mukowiscydozy. Wiedza o funkcjonowaniu czaperonów może pozwolić na opracowanie nowych terapii chorób związanych z agregacją białek.

Projekt NANOLIFE@WORK wniósł duży wkład w zrozumienie funkcjonowania molekularnych czaperonów i zastosowanie jego wyników w medycynie może przynieść znaczące korzyści społeczno-ekonomiczne. Co więcej, możliwość badania maszynerii molekularnej w ruchu z rozdzielczością atomową przyczyni się do postępów w strukturalnej biologii molekularnej.