Question

Difficulty: Very hardProtein Katlanması, Şaperonlar ve Denatürasyon

Proteinlerin doğru katlanmasını sağlayan şaperonin (Hsp60Hsp60) kompleksleri (örn. GroEL−GroESGroEL-GroES), allosterik olarak düzenlenen bir 'moleküler zamanlayıcı' mekanizmasıyla çalışır. Bu sistemin döngüsel çalışma prensibi düşünüldüğünde, cis-halkasında katlanmasını tamamlamış polipeptid zincirinin boşluktan salınarak (release) dışarı bırakılmasını sağlayan kritik tetikleyici olay aşağıdakilerden hangisidir?

  1. Cis-halkasındaki ATPATP hidrolizini takiben, karşıdaki trans-halkasına yeni ATPATP moleküllerinin bağlanmasıAnswer
  2. B
    Cis-halkasına GroESGroES kapağının bağlanmasıyla birlikte boşluktaki hidrofilik yüzeylerin hidrofobik hale dönüşmesi
  3. C
    Katlanmakta olan polipeptidin, şaperonun apikal domainindeki hidrofobik bölgelere olan afinitesinin ATPATP hidroliziyle artması
  4. D
    GroESGroES kapağının cis-halkasına bağlanmasıyla eş zamanlı olarak trans-halkasındaki ATPATP moleküllerinin hidroliz edilmesi

Answer

Cis-halkasındaki ATP hidrolizinden sonra karşıdaki trans-halkasına yeni ATP bağlanması, allosterik bir değişimle GroES kapağının açılmasını ve proteinin salınmasını sağlar.
Şaperonin mekanizmasında cis ve trans halkalar birbirini allosterik olarak kontrol eder. Cis-halkasında polipeptid katlanırken 7 adet ATPATP hidroliz edilir (zamanlayıcı adım). Ancak bu hidroliz tek başına kapağın açılmasına yetmez. Döngünün tamamlanması ve proteinin salınması için trans-halkasına yeni ATPATP moleküllerinin bağlanması gerekir; bu bağlanma konformasyonel bir değişikliğe yol açarak cis-halkasındaki GroESGroES kapağının ve katlanmış proteinin ayrılmasını tetikler.

Step-by-Step Solution

1
Şaperonin yapısını analiz etme
Hsp60Hsp60 (GroELGroEL) kompleksinin iki adet heptamerik halkadan (cis ve trans) oluştuğu ve allosterik koordinasyonla çalıştığı belirlenir.
Sistemin iki halkanın birbirini etkilemesi (allosteri) üzerine kurulu olduğunu anlamak temeldir.
2
Cis-halkasındaki katlanma sürecini değerlendirme
Katlanmamış proteinin cis-halkasına girdiği, ATPATP ve GroESGroES kapağının bağlanmasıyla hidrofilik bir odacık oluştuğu saptanır.
Protein bu kapalı ve korunaklı alanda katlanma fırsatı bulur.
3
Zamanlayıcı mekanizmasını belirleme
Cis-halkasındaki 7 adet ATPATP'nin hidroliz edilerek ADPADP'ye dönüşmesinin, katlanma süresini belirleyen bir 'moleküler saat' olduğu belirlenir.
Hidroliz, polipeptide katlanması için ~10-15 saniyelik bir süre tanır.
4
Salınım (Release) sinyalini analiz etme
Cis tarafı hidrolize uğradıktan sonra, karşı taraftaki trans-halkasına yeni ATPATP bağlanmasının cis-halkasındaki konformasyonu bozarak kapağı ve proteini saldığı sonucuna ulaşılır.
Trans-halkaya ATPATP bağlanması, cis-halkasındaki GroESGroES ve protein afinitesini allosterik olarak düşürür.

Key Concept

Şaperonin (GroEL−GroESGroEL-GroES) döngüsünde salınım, karşı halkanın ATPATP bağlamasıyla tetiklenen bir allosterik olaydır.

Practice More

Protein katlanmasında 'molten globule' (ergimiş kürecik) evresinin özelliklerini ve termodinamik katlanma hunisi (folding funnel) modelini incelemek konuyu pekiştirecektir.
Estimated Time:2m 30s
Rate this question