Question

Difficulty: Very hardProtein Katlanması, Şaperonlar ve Denatürasyon

Hücre içi protein katlanmasında, yeni sentezlenen polipeptid zincirlerinin 'erimiş kürecik' (molten globule) formundayken agregasyona uğramasını engelleyen Hsp70Hsp70 (prokaryotik DnaKDnaK) döngüsü; ATP hidrolizi ve konformasyonel değişimlerle dinamik bir kontrol sağlar. Bu döngüde görev alan yardımcı proteinlerin (eş-şaperonlar) rolleri ve nükleotid durumunun substrat afinitesine etkisi düşünüldüğünde, aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

  1. A
    ATPATP bağlı konformasyondaki Hsp70Hsp70, substratın hidrofobik bölgelerine karşı çok yüksek afinite göstererek polipeptidin şaperon kompleksinden ayrılmasını engeller.
  2. DnaJDnaJ (Hsp40Hsp40), Hsp70Hsp70'in içsel ATPATP az aktivitesini uyararak şaperonun yüksek afiniteli 'kapalı' konformasyona geçmesini ve substratın sıkıca bağlanmasını sağlar.Answer
  3. C
    GrpEGrpE (nükleotid değişim faktörü), Hsp70Hsp70'e ATPATP bağlanmasını doğrudan yarışmalı olarak inhibe ederek proteinin katlanma süresini uzatır.
  4. D
    Substrat polipeptid, Hsp70Hsp70 döngüsü boyunca şaperonun aktif bölgesine kovalent disülfid bağları ile bağlanır ve bu bağlar ATPATP enerjisiyle kırılır.
  5. E
    Hsp70Hsp70 sistemi, sadece primer yapıdaki prolin kalıntılarının cistranscis-trans izomerizasyonunu katalizleyerek protein katlanmasındaki hız kısıtlayıcı basamağı yönetir.

Answer

DnaJ (Hsp40) proteini, Hsp70'in ATPaz aktivitesini uyararak şaperonun substratı sıkıca bağladığı yüksek afiniteli ADP formuna geçişini sağlar.
Hsp70 (DnaK) döngüsünde, şaperon başlangıçta ATP'ye bağlıdır ve substrata karşı düşük afinite gösterir. DnaJ (Hsp40), katlanmamış polipeptidi şaperona sunar ve Hsp70'in ATPaz aktivitesini binlerce kat artırarak ATP'nin ADP'ye hidrolizini tetikler. Bu hidroliz, Hsp70'in substrat bağlama cebinin kapanmasına ve polipeptidin yüksek afiniteyle tutulmasına (trapping) neden olur. Bu mekanizma, proteinin yanlış katlanmasını veya kümelenmesini önleyen kritik bir basamaktır.

Step-by-Step Solution

1
Hsp70'in nükleotid durumuna göre afinitesini analiz etme
ATP bağlı Hsp70 = Düşük afinite (Açık yapı); ADP bağlı Hsp70 = Yüksek afinite (Kapalı yapı).
Şaperonun substratı ne zaman tutup ne zaman bırakacağını nükleotid durumu belirler.
2
DnaJ (Hsp40) fonksiyonunu değerlendirme
DnaJ, polipeptidi Hsp70'e getirir ve ATP hidrolizini uyarır.
ATP hidrolizi gerçekleşmeden Hsp70 substratı sıkıca bağlayamaz.
3
GrpE (NEF) rolünü belirleme
GrpE, ADP'nin ayrılmasını sağlayarak döngüyü sıfırlar.
Yeni ATP'nin bağlanabilmesi için ADP'nin uzaklaştırılması gerekir.

Key Concept

Hsp70 Şaperon Döngüsü ve Nükleotid Bağımlı Konformasyonel Değişim
Rate this question