Un approfondimento sulla funzione degli chaperoni
La funzione della proteina dipende in modo critico dalla sua struttura tridimensionale, determinata a sua volta dalla combinazione di sequenza lineare di proteine e le forze di allungamento costanti imposte dagli chaperoni molecolari, che favoriscono il ripiegamento meccanico o il ripiegamento non corretto di una singola proteina. Gli scienziati impegnati nel progetto FORCECHAPERONES (Chaperones mediated mechanical protein folding), finanziato dall’UE, hanno indagato sui meccanismi molecolari con cui le proteine si equilibrano in una determinata struttura terziaria attraverso l’assistenza degli chaperoni. Hanno impiegato la spettroscopia force-clamp di singola molecola per monitorare la completa traiettoria di rinaturazione di una singola proteina sottoposta a forza. Utilizzando diversi substrati di proteine, hanno chiarito la dinamica conformazionale di una singola proteine rinaturata e il modo con cui diversi chaperoni incidono su tale processo. La tecnica ha consentito ai ricercatori di distinguere tra stati di proteine denaturate e collassate e di identificare quali chaperoni siano legati ai vari stati. Riveste particolare interesse che lo chaperone DnaJ abbia evidenziato un diverso comportamento su due substrati differenti, sottolineando di conseguenza l’importanza di una sequenza di consenso nel suo legame con diverse proteine. Inoltre, gli scienziati hanno indagato sulla denaturazione meccanica degli stessi chaperoni. Attraverso la progettazione di diversi mutanti, hanno concluso che il DnaJ seguiva una via di denaturazione meccanica sequenziale che non assomigliava a un tipico processo di denaturazione gerarchica. Inoltre, il legame di peptidi idrofobi allo chaperone ne aumentava radicalmente la stabilità meccanica. Tenendo conto che la malattia di Alzheimer e il morbo di Parkinson sono associati all’aggregazione di proteine, la comprensione del modo con cui si prevengono o ripristinano proteine ripiegate scorrettamente nella struttura nativa ha significative conseguenze di rilevanza clinica. Gli approfondimenti circa il meccanismo molecolare della funzione dello chaperone aprono la possibilità di utilizzarlo come bersaglio terapeutico.
Parole chiave
Chaperone, proteina, aggregazione, ripiegamento, spettroscopia force-clamp di singola molecola, DnaJ
