Proteinlerimizin vücuttaki birçok işlemden sorumludur Hücre içindeki bu proteinlerde oluşan herhangi bir hata, yanlış işlenme organizmasının hayatına mal olabilir bu yüzden hücrelerde bulunan proteinlerin görevlerini yerine getirmek için düzgün bir şekilde katlanması gerekir Bu katlanmaların düzenlenmesi için şaperon dediğimiz protein ailesine ihtiyaç duyuyoruz Peki bu şaperonlar nedir? İşlevleri nelerdir? Birlikte bakalım
Şaperon Nedir?
Sitoplazmadaki ribozomlar tarafından üretilen proteinler gitmesi gereken organellere sahip oldukları sinyal dizileri yardımı ile giderler Organel içine alınan protein katlanmamış haldedir gitmesi gereken organellere ulaştıktan sonra katlanırlar Bu katlanmamış haldeki proteini katlayan ve üç boyutlu yapı kazandıran protein ailesine Şaperon denir
Şaperonların Hücre İçindeki Görevleri
Ribozomda üretilen proteinlerin zamansız kıvrılmalarına engel olmaktadırlar Proterinler doğru yer ve zamanda şaperon sayesinde katlanırlar
Hücrede yanlış şekilde katlanmış proteinler vardır Şaperon bu yanlış katlanmış olan proteinleri görerek onları düzeltir
Bazı onarılması ya da düzeltilmesi mümkün olmayan proteinleri parçalar ve ortamdan atar Bu şekilde hücrenin zarar görmesini engeller
Birçok şaperon ailesi vardır ve her biri farklı işlevlere sahiptir Şaperon proteinleri örneği “ısı şoku proteinleri dir (Hsps)
Hsp70
Hsp70 şaperon proteinleri, kümelenmiş proteinlerin yeniden katlanması veya yanlış katlanması ve yeni proteinlerin katlanması ve birleştirilmesi gibi birçok katlama işlemine yardımcı olan katlama katalizörleridir Bu proteinler monomeriktir ve N ve C terminalleri olarak adlandırılan iki farklı alan içerir N terminali ATPaz içerirken, C terminali substrata bağlanır N terminalindeki ATP hidrolizi, C terminalinin substrata açılmasını ve bağlanmasını sağlar
Hsp70, “genişletilmiş bölge olarak adlandırılan açılmamış polipeptid zincirinin bir bölgesini tanır Bu genişletilmiş bölge birçok hidrofobik kalıntı içerir Hsp70‘in bağlanması, bu proteinlerin agregasyonunu (yığılım) engeller
Hsp60
Hsp70 gibi, Hsp60 şaperon proteinleri ayrıca stabil fakat aktif olmayan agregatları oluşturmak için maruz kalan hidrofobik kalıntılara bağlanma kabiliyetine sahiptir Bu proteinler agregasyonu önlemede yer almazlar, bunun yerine katlanmamış proteinleri karantinaya ve izole etmeye çalışırlar İzolasyon ayrıca polipeptit zincirinin sitoplazma içindeki diğer zincirlerle kümelere toplanmasını da engeller
Hsp 60, 14 farklı protein bileşeni içerir Bu proteinler, her biri birbiri üzerine yerleştirilmiş 7 proteinden oluşan iki halka oluşturur Bu halkalar içindeki katlanmamış proteinler daha sonra diğer katlanmamış proteinlerle ve Hsp70‘den etkilenmeden toplanamazlar
Şaperonların Önemi
Şaporen, agregasyonu önleyen ve translokasyon, degradasyon ve uygun protein katlanması gibi çeşitli önemli fonksiyonları destekleyen sitoplazmada çok önemli bir rol oynar Bu şaperonların kaybı veya mutasyonları çeşitli hastalıklara yol açar Mutasyona uğramış şaperon ile ilişkili bir grup genetik hastalığın bir örneği, kas, kemik ve sinir sistemini içeren çok çeşitli vücut fonksiyonlarını etkileyen multisistem proteinopatilerdir
Yanlış katlanmış proteinler normal hücresel işlevlere müdahale ettiğinden, bunlar kistik fibroz, Alzheimer, Mad Cow ve Huntington gibi hastalıklar ile ilişkilidir Agregatlarda bulunan yanlış katlanmış protein veya proteinler hastalığa bağlı olacaktır
Şaperonlar proteinlerin yanlış katlanmasını engellemezler, fakat yanlış katlandıklarında proteinleri tekrar katlamaya yardımcı olurlar
Şaperon Nedir?
Sitoplazmadaki ribozomlar tarafından üretilen proteinler gitmesi gereken organellere sahip oldukları sinyal dizileri yardımı ile giderler Organel içine alınan protein katlanmamış haldedir gitmesi gereken organellere ulaştıktan sonra katlanırlar Bu katlanmamış haldeki proteini katlayan ve üç boyutlu yapı kazandıran protein ailesine Şaperon denir
Şaperonların Hücre İçindeki Görevleri
Ribozomda üretilen proteinlerin zamansız kıvrılmalarına engel olmaktadırlar Proterinler doğru yer ve zamanda şaperon sayesinde katlanırlar
Hücrede yanlış şekilde katlanmış proteinler vardır Şaperon bu yanlış katlanmış olan proteinleri görerek onları düzeltir
Bazı onarılması ya da düzeltilmesi mümkün olmayan proteinleri parçalar ve ortamdan atar Bu şekilde hücrenin zarar görmesini engeller
Birçok şaperon ailesi vardır ve her biri farklı işlevlere sahiptir Şaperon proteinleri örneği “ısı şoku proteinleri dir (Hsps)
Hsp70
Hsp70 şaperon proteinleri, kümelenmiş proteinlerin yeniden katlanması veya yanlış katlanması ve yeni proteinlerin katlanması ve birleştirilmesi gibi birçok katlama işlemine yardımcı olan katlama katalizörleridir Bu proteinler monomeriktir ve N ve C terminalleri olarak adlandırılan iki farklı alan içerir N terminali ATPaz içerirken, C terminali substrata bağlanır N terminalindeki ATP hidrolizi, C terminalinin substrata açılmasını ve bağlanmasını sağlar
Hsp70, “genişletilmiş bölge olarak adlandırılan açılmamış polipeptid zincirinin bir bölgesini tanır Bu genişletilmiş bölge birçok hidrofobik kalıntı içerir Hsp70‘in bağlanması, bu proteinlerin agregasyonunu (yığılım) engeller
Hsp60
Hsp70 gibi, Hsp60 şaperon proteinleri ayrıca stabil fakat aktif olmayan agregatları oluşturmak için maruz kalan hidrofobik kalıntılara bağlanma kabiliyetine sahiptir Bu proteinler agregasyonu önlemede yer almazlar, bunun yerine katlanmamış proteinleri karantinaya ve izole etmeye çalışırlar İzolasyon ayrıca polipeptit zincirinin sitoplazma içindeki diğer zincirlerle kümelere toplanmasını da engeller
Hsp 60, 14 farklı protein bileşeni içerir Bu proteinler, her biri birbiri üzerine yerleştirilmiş 7 proteinden oluşan iki halka oluşturur Bu halkalar içindeki katlanmamış proteinler daha sonra diğer katlanmamış proteinlerle ve Hsp70‘den etkilenmeden toplanamazlar
Şaperonların Önemi
Şaporen, agregasyonu önleyen ve translokasyon, degradasyon ve uygun protein katlanması gibi çeşitli önemli fonksiyonları destekleyen sitoplazmada çok önemli bir rol oynar Bu şaperonların kaybı veya mutasyonları çeşitli hastalıklara yol açar Mutasyona uğramış şaperon ile ilişkili bir grup genetik hastalığın bir örneği, kas, kemik ve sinir sistemini içeren çok çeşitli vücut fonksiyonlarını etkileyen multisistem proteinopatilerdir
Yanlış katlanmış proteinler normal hücresel işlevlere müdahale ettiğinden, bunlar kistik fibroz, Alzheimer, Mad Cow ve Huntington gibi hastalıklar ile ilişkilidir Agregatlarda bulunan yanlış katlanmış protein veya proteinler hastalığa bağlı olacaktır
Şaperonlar proteinlerin yanlış katlanmasını engellemezler, fakat yanlış katlandıklarında proteinleri tekrar katlamaya yardımcı olurlar