Mitohondriju šaperoni izskaidroti | Olbaltumvielu locīšana un mitohondriju kvalitāte
Inleiding
Mitochondriën bevatten duizenden eiwitten die essentieel zijn voor de productie van ATP. Opvallend genoeg wordt meer dan 99% van deze eiwitten niet in de mitochondriën zelf gemaakt, maar in het cytoplasma. Daarna moeten ze worden geïmporteerd, correct worden gevouwen en op de juiste plaats terechtkomen.
Dit complexe proces wordt grotendeels begeleid door mitochondriale chaperones. Deze gespecialiseerde eiwitten zorgen ervoor dat nieuw gevormde eiwitten hun juiste driedimensionale structuur krijgen en behouden. Zonder deze kwaliteitscontrole zou de energieproductie snel afnemen.
Wat zijn mitochondriale chaperones?
Chaperones zijn eiwitten die andere eiwitten begeleiden tijdens:
- transport;
- vouwing;
- herstel;
- assemblage;
- kwaliteitscontrole.
In tegenstelling tot proteasen breken chaperones beschadigde eiwitten niet af. Zij proberen beschadigde of verkeerd gevouwen eiwitten eerst te herstellen.
Pas wanneer herstel onmogelijk blijkt, worden proteasen ingeschakeld.
Waarom is correcte eiwitvouwing belangrijk?
Een eiwit functioneert alleen wanneer het zijn juiste ruimtelijke structuur bezit.
Wanneer eiwitten verkeerd vouwen kunnen zij:
- hun enzymactiviteit verliezen;
- samenklonteren;
- de elektronentransportketen verstoren;
- oxidatieve stress verhogen;
- ATP-productie verminderen.
Daarom is correcte eiwitvouwing essentieel voor gezonde mitochondriën.
Belangrijkste mitochondriale chaperones
HSP60
HSP60 behoort tot de bekendste mitochondriale chaperones.
Functies:
- correcte vouwing van nieuw geïmporteerde eiwitten;
- daļēji bojātu olbaltumvielu atjaunošanā;
- mitohondriju enzīmu kompleksu darbības atbalstīšanā.
mtHSP70
Mitohondriju HSP70 ir svarīga loma:
- olbaltumvielu importu no citoplazmas;
- transportēšanu uz mitohondriju matricu;
- pirmā kvalitātes kontrole pēc importa.
Tādējādi mtHSP70 veido būtisku saikni starp olbaltumvielu transportēšanu un olbaltumvielu salocīšanos.
HSP10
HSP10 cieši sadarbojas ar HSP60.
Šis proteīns:
- stabilizē HSP60 kompleksu;
- atbalsta pareizu salocīšanos;
- novērš nepilnīgi salocītu olbaltumvielu priekšlaicīgu izdalīšanos.
No ATP atkarīgs process
Šaperonu darbība patērē enerģiju.
Gandrīz katrai salocīšanai tie izmanto ATP, lai:
- atdalītu nepareizi salocītas struktūras;
- nodrošinātu atkārtotu salocīšanos;
- atkārtoti pārbaudīt bojātās olbaltumvielas.
Tāpēc labi funkcionējoši mitohondriji ir nepieciešami, lai atbalstītu savu kvalitātes kontroli.
Šaperoni un mitohondriju stress
Laikā:
- oksidatīvais stress;
- karstums;
- infekcijas;
- toksiskā slodze;
- metaboliskais stress;
palielinās bojāto olbaltumvielu daudzums.
Reaģējot šūnas bieži palielina karstuma šoka proteīnu (HSP) ražošanu, tostarp mitohondriju šaperonu ražošanu.
Sadarbība ar proteāzēm
Ja olbaltumvielu vairs nevar atjaunot, šaperoni nodod to mitohondriju proteāzēm, piemēram:
- LONP1;
- CLPP;
- OMA1;
- YME1L.
Kopā tie veido mitohondriju kvalitātes kontroles sistēmu.
Šaperoni un UPRmt
Ja nepareizi salocītu olbaltumvielu uzkrāšanās kļūst ievērojama, var tikt aktivizēta mitohondriju nepareizi salocītu olbaltumvielu atbildes reakcija (UPRmt).
Tādējādi palielinās:
- šaperoniem;
- proteāzēm;
- antioksidatīvajiem enzīmiem;
- atjaunošanās mehānismiem.
Šī reakcija palīdz pēc iespējas saglabāt mitohondriju funkciju.
Šaperoni zinātniskajos pētījumos
Mitohondriju šaperoni tiek pētīti šādās jomās:
- molekulārajā bioloģijā;
- neiroloģijā;
- kardioloģijā;
- muskuļu fizioloģijā;
- novecošanas pētījumos.
Pētnieki pēta, kā olbaltumvielu salocīšanās izmaiņas veicina mitohondriju disfunkciju un kā šūnas reaģē uz ilgstošu stresu.
Daudzi atklājumi iegūti fundamentālos un preklīniskos pētījumos; lai labāk izprastu to klīnisko nozīmi, nepieciešami turpmāki pētījumi ar cilvēkiem.
Saistība ar citiem mitohondriju procesiem
Mitohondriju šaperoni cieši sadarbojas ar:
- mitohondriju proteāzes;
- mitohondriju bioģenēzi;
- mitohondriju saplūšanu un dalīšanos;
- UPRmt;
- mitofāgiju;
- oksidatīvo stresu.
Kopā šīs sistēmas nodrošina mitohondriju kvalitātes saglabāšanu.
Kopsavilkums
Mitohondriju šaperoni veido pirmo aizsardzības līniju pret bojātiem vai nepareizi salocītiem olbaltumvielām. Pareizi vadot jaunus olbaltumvielas un atjaunojot esošos, tie atbalsta enerģijas ražošanu, ierobežo šūnu stresu un veicina veselus mitohondrijus. To sadarbība ar proteāzēm un citām kvalitātes kontroles sistēmām padara tos neaizstājamus labi funkcionējošam mitohondriju tīklam.
Zinātniskās atsauces
- Šūnas molekulārā bioloģija
- Lehningera bioķīmijas principi
- Mitohondriji
- Voos W. Šaperonu–proteāžu tīkli mitohondriju olbaltumvielu homeostāzē.
- Neupert W, Herrmann JM. Olbaltumvielu translokācija mitohondrijos.
Iekšējās saites
- Mitohondriju proteāzes
- UPRmt
- Mitohondriju bioģenēze
- Mitohondriju saplūšana un dalīšanās
- Oksidatīvais stress
- ATP veidošanās
Saistītie Peptidera produkti (pētniecībai)
- SS-31
- MOTS-c
- NAD+
- GHK-Cu
Saistītie pētniecības produkti
Skatiet produktu specifikācijas un pieejamo partiju dokumentāciju. Apskatītie pētījumi nav veikti ar Peptidera produktiem un nepierāda mūsu produktu efektivitāti. Tikai laboratorijas pētījumiem; nav paredzēts lietošanai cilvēkiem vai dzīvniekiem.