Este documento describe los mecanismos de plegamiento de proteínas en las células, incluyendo las chaperonas Hsp70 y Hsp40. Las proteínas Hsp70 ayudan a plegar proteínas recién sintetizadas mediante la unión y liberación dependiente de ATP. Las proteínas Hsp40 funcionan como co-chaperonas para regular el ciclo de unión y liberación de Hsp70. Otras chaperonas como GroEL y GroES (chaperonina 60 y 10) también facilitan el plegamiento de proteínas dentro de

1. Mini - review. Biología Oral Plegamiento de proteínas por las Hsp70 y Hsp40 Miguel Rodríguez Postgrado de Periodoncia

2. Proteínas Una cadena polipeptídica es sintetizada por un complejo proceso llamado traducción, en la que es ensamblada de los aminoácidos en una secuencia particular, dictado por el ARN mensajero (ARNm). Las proteínas plegadas incorrectamente por lo general carecen de actividad biológica y, en algunos casos, pueden estar asociadas con enfermedades. En primer lugar, las células tienen sistemas que reducen las posibilidades de las proteínas mal plegadas a la forma. En segundo lugar, cualquier proteínas mal plegadas que se forman, son degradados por grupos celulares especializadas del sistema de eliminación.

3. Funciones de las proteínas

4. Proteínas Por lo general, todas las moléculas de proteína de cualquier especie adoptan una conformación única, denominada Cadena nativa. Para la gran mayoría de las proteínas, el estado natural es la forma más estable plegada de la molécula. Las células requieren un mecanismo rápido y eficiente, para plegamiento de proteínas en su forma correcta, de lo contrario, las células perdería mucha energía en la síntesis de proteínas funcionales y en la degradación de proteínas mal plegadas o desplegadas.

5. Estructura de proteínas http://www.um.es/molecula/grapr/pr01.jpg

6. Plegamiento de las proteínas La explicación de la notable eficiencia de la célula en la promoción de plegamiento de las proteínas probablemente se encuentra en chaperones. Una clase de proteínas que se encuentran en todos los organismos desde las bacterias hasta los seres humanos. Los chaperones están localizados en cada compartimento celular, unidos a una amplia variedad de proteínas, y la función de la proteína en general es el mecanismo de plegamiento de las proteínas en las células.

7. Chaperonas Existen 2 tipos de chaperonas: 1. Chaperones Moleculares, que se unen y estabilizar las proteínas desplegadas o parcialmente doblados, impidiendo así que estas proteínas de la agregación y se degradación 2. Chaperoninas, quefacilitandirectamente el plegamiento de lasproteínas.

8. Chaperonas: Hsp70 Las chaperonas moleculares consisten en Hsp70 y sus homólogos como: La Hsp70 en el citosol y la matriz mitocondrial, BIP en el retículo endoplásmico, y DnaK en las bacterias. Hsp70 y sus homólogos son las principales chaperonas en todos los organismos. (Hsc70 es expresada constitutivamente homólogo de Hsp70)

9. Cuando se une a la ATP, las proteínas Hsp70 asumen una forma abierta. La hidrólisis de la unión ATP causan que chaperonas moleculares asuman una forma cerrada en la que una proteína diana puede sufrir plegamientos. El intercambio de ATP por ADP libera la proteína final plegada. Este ciclo es acelerada por las co-chaperinasHsp40 en eucariotas.

10. Plegamiento proteico http://ebosque.unbosque.edu.co/moodle/mod/resource/view.php?id=22189 Muchas proteínas se pliegan en su estructuras tridimensional adecuada con la asistencia de la Hsp70-como las proteínas (arriba). Estos chaperones moleculares transitoriamente se unen a la cadena polipéptídica cuando se desprende de un ribosoma.

11. Co-chaperonas Hsp40 Hsp40s representan una gran familia de proteínas que funcionan para especificar la acción celular de las proteínas Hsp70 chaperones. Miembros de la familia Hsp40 tienen estructuras diferentes y de dominio puede ser dividido en 3 subtipos diferentes. Tipo I Hsp40s son descendientes de EscherichiacoliDnaJ, y 12 de la Hsp40 44 humanos tienen una estructura de dominios similares a la de DnaJ, las otras 32 estructuras divergentes que, con la mayoría de poblacion del III subtipo. La principal función de las proteínas Hsp40 es regular trifosfato de adenosina (ATP)-dependiente polipéptido vinculante por la proteína Hsp70.

12. Hsp70 y Hsp40 Mechanisms for regulation of Hsp70 function by Hsp40. http://www.pubmedcentral.nih.gov/picrender.fcgi?artid=514902&blobtype=pdf

13. Interacción Hsp40-Hsp70 Miembros de la familia Hsp70 son a menudo localizados en el mismo compartimiento subcelularcon varios miembros de la familia Hsp40 que tienen funciones especializadas individuales. La interacción de un solo Hsp70 con múltiples Hsp40 genera único pares Hsp70 -Hsp40 que facilitan los procesos específicos en distintas localizaciones en la célula.

14. Mecanismos de regulación de la Hsp70 por la Hsp40 Proteínas Hsp40 regulan la formación de complejos entre la Hsp70 y polipéptidos por 3 mecanismos. 1. Las proteínas Hsp40 han evolucionado para incluir las clases únicas de dominios de unión polipéptido(PPD) que se unen y entregan clientes específicos a las Hsp70. 2. En segundo lugar, las proteínas Hsp40 estabilizan los complejos polipéptido-Hsp70 por la conducción de la conversión de la Hsp70 de su forma de ATP a la forma ADP. 3. En tercer lugar, los miembros especializados de la familia Hsp40 se localizan en sitios diferentes dentro del mismo compartimento celular.

15. Mecanismo de regulación de la Hsp70 por la Hsp40 Mechanisms for regulation of Hsp70 function by Hsp40. http://www.pubmedcentral.nih.gov/picrender.fcgi?artid=514902&blobtype=pdf Las proteínas Hsp40 forman complejos con proteínas no nativas o desplegada para evitar su agregación. Luego la Hsp40 entrega la proteína desplegada a la Hsp70. El complejo Hsp70-proteina se forma entoncespor un mecanismoqueinvolucra Hsp40 J-dominio de conversióndepende de la Hsp70-trifosfato de adenosina (ATP) para Hsp70-difosfato de adenosina. Luegoesliberado el Hsp70 con lasmoleculas de ADP derivando la liberacion de unaproteinaplegada, agregación o volver a adherirse con la Hsp40 y comenzar el ciclo.

16. Uniones polipéptidicas por Hsp40 Los tipo I y tipo II de Hsp40s funcionan como chaperones ATP-independiente que se unen a cadena polipéptidos no nativas y protegen las células del estrés mediante la prevención de la agregación de proteínas. De tipo I y tipo II Hsp40s pueden formar complejos con las proteínas recién sintetizadas y, por tanto, se dicen ayudar a las Hsp70 en el plegamiento de proteínas cotraduccional. El Tipo I purificado Hsp40s puede funcionar independiente de la Hsp70 para unirse directamente a las proteínas nativas y suprimir la agregación de proteínas. Tipo II Hsp40s puede interactuar directamente con las proteínas no nativas para su mantenerlas en en una conformación plegada.

17. GroEL-GroES El chaperoninas son un subgrupo de oligómeros de chaperones moleculares, los ejemplos mejor estudiados son chaperonina 60 (GroEL) y chaperonina 10 (GroES), ambos de la bacteria Escherichiacoli. GroES (chaperonina 10) funciona en el plegamiento de las proteínas y, posiblemente, en la señalización intercelular, que se encuentra en la superficie de varias células procariotas y eucariotas, así como de ser liberado de las células. Chaperoninas Secretada puede interactuar con una variedad de tipos de células, incluidos los leucocitos, las células endoteliales vasculares y células epiteliales, y activar las principales actividades celulares, tales como la síntesis de citocinas y proteínas de adhesión.