Protéines chaperonnes et repliement des protéines

Comme elles sont synthétisées dans la cellule, la plupart des protéines ne se replient pas spontanément dans leur conformation native, mais exigent une classe spéciale de protéines appelée chaperons pour les aider à se replier. Parmi les différents types de chaperons moléculaires trouvés chez les procaryotes et les eucaryotes, les deux principales familles sont les protéines de choc thermique Hsp70 et Hsp60. Dans une protéine correctement repliée, des patchs hydrophobes sont enfouies à l’intérieur.Dans les protéines malrepliées, les patchs hydrophobes sont exposées. De tels patches sur différentes molécules de protéines peuvent se lier les uns aux autres, ce qui entraîne une agrégation irréversible des protéines. Les chaperons reconnaîssent ces zones hydrophobes exposées et préviennent les protéines, l’agrégation facilitant le repliement des protéines.La machine Hsp70 agit souvent avant que la protéine ne quitte le ribosome, chaque monomère lié à l’ATP reconnaissant une petite partie d’acides aminés hydrophobes sur une surface de protéine. Un ensemble de protéines plus petites Hsp40 interagit avec ce complexe et déclenche l’hydrolyse de l’ATP. Par conséquent, des parties de Hsp70 se rassemblent comme des mâchoires, piégeant la protéine dépliée à l’intérieur.Ensuite, l’ATP lie de nouveau le complexe, ce qui provoque la dissociation de Hsp70 et libére le polypeptide lié, lui permettant ainsi de se replier. Si le repliement ne se produit pas assez rapidement, le polypeptide peut se lier à nouveau. Et le processus est répété jusqu’à ce que la protéine soit repliée dans sa conformation native.Alternativement, un polypeptide entièrement synthétisé et partiellement replié peut être délivré à une chaperonine. Les chaperonines sont de grands complexes protéiques en forme de baril qui fournissent une chambre isolée pour le repliement des protéines, avec une moitié du baril symétrique opérant sur une protéine cliente à la fois. Chez E.coli, le système de chaperonine est appelé GroEL/GroES, tandis que son analogue eucaryote il est appelé Hsp60.Une protéine malrepliée est capturée par des interactions hydrophobes avec la surface de l’ouverture exposée. Cette liaison initiale aide souvent à déplier une protéine malrepliée. Une fois la protéine à l’intérieur, la liaison à l’ATP scelle la chambre avec une coiffe.L’intérieur de la chambre est recouvert de surfaces hydrophiles, où la protéine peut se replier en isolation. L’hydrolyse de l’ATP affaiblit la liaison de la coiffe. Et les liaisons supplémentaires de molécules d’ATP éjectent le coiffe.La protéine du substrat, qu’elle soit repliée ou non, est libérée de la chambre.