חלבון עקת חום
חלבוני עקת חום (Heat shock protein; HSP) הם קבוצת חלבונים המושרים בעקבות עקת חום. החלבונים הבולטים ביותר בקבוצה זו חלבונים המעורבים בקיפול ופתיחה של חלבונים אחרים. הביטוי של חלבונים אלו מוגבר בתנאים של טמפרטורה גבוהה ועקות נוספות (כגון חשיפה לרעלנים, רעב, היפוקסיה וכו') . הביטוי המוגבר מבוקר ברמת השעתוק. מרכיב מרכזי בתגובה לעקת חום הוא פקטור עקת חום (HSF), שלו תפקיד חשוב בעלייה רבה בביטוי חלבונים אלו. חלבוני עקת חום מצויים בכל האורגניזמים החיים, מחיידקים ועד בני אדם.
חלבוני עקת חום נקראים על פי משקלם המולקולרי. לדוגמה Hsp60, Hsp70 ו-Hsp90 (הנחקרים ביותר), הם משפחות של חלבוני עקת חום בגודל 60, 70, ו-90 קילודלטון. לחלבון האוביקוויטין שגודלו 8-קילודלטון, האחראי לסימון חלבונים לפירוק יש גם כן תכונות של חלבון עקת חום.
המנגנון האחראי להפעלה של HSF בתגובה לעקת חום אופיין בחיידקים. במהלך עקת חום, חלבוני ממברנה חיצונית אינם מקופלים בצורה תקינה ולא מסוגלים להתחבר לממברנה החיצונית באופן תקין. הם מצטברים בחלל הפריפלסמטי (החלל בין הממברנה החיצונית לפנימית), ומזוהים על ידי חלבון פרוטאז של הממברנה הפנימית - DegS. חלבון זה מעביר אות לפקטור שעתוק סיגמה-E.[2] קיימים גם מנגנונים מבוססי RNA האחראים לבקרת הביטוי של חלבוני עקת חום, כדוגמת FourU, ROSE ו-Hsp90 cis-regulatory. מנגנונים אלו הם אלמנטי RNA לא מקודד (non coding) הרגישים לחום ומשנים את המבנה השניוני שלהם בעקבות זאת.
חלק מחלבוני עקת חום מתפקדים כשפרונים. הם מסייעים לחלבונים לרכוש את הקונפורמציה הנכונה ומונעים התלכדות (אגרגציה) לא רצויה של חלבונים. באמצעות ייצוב של חלבונים שמקופלים בצורה חלקית, חלבוני עקת חום עוזרים בהובלת חלבונים על פני הממברנה בתא.
הביטוי של חלבוני עקת חום אינו מוגבל רק למצבי עקה והם מתבטאים גם בתנאים רגילים ומסייעים ב"תחזוקה" של חלבוני התא בתפקידים כגון העברת חלבונים ישנים לפרוטאזום ומסייעים לחלבונים חדשים לרכוש את הקיפול הרצוי.
| מסה מולקולרית מוערכת
(kDa) |
חלבונים בפרוקריוטים | חלבונים באוקריוטיים | תפקיד |
|---|---|---|---|
| 10 kDa | GroES | Hsp10 | |
| 20-30 kDa | GrpE | קבוצה HspBשל חלבוני Hsp. בין החלבונים בקבוצה זו ביונקים: Hsp27, HSPB6 ו-HspB1[3] | |
| 40 kDa | DnaJ | Hsp40 | קופקטור של Hsp70 |
| 60 kDa | GroEL, 60kDa antigen | Hsp60 | מעורב בקיפול חלבונים לאחר כניסה למיטוכונדריון/כלורופלסט. |
| 70 kDa | DnaK | קבוצה HspA של חלבוני Hsp הכוללת Hsp71, Hsp70, Hsp72, Grp78 (BiP) ו-Hsx70 מצוי בפרימטים בלבד | קיפול ופתיחה של חלבונים, ומסייעים להתמודדות של תא עם חשיפה לעקת חום. מונעים קיפול חלבונים במהלך הכניסה של חלבונים למיטוכונדריון/כלורופלסט. |
| 90 kDa | HtpG, C62.5 | קבוצה HspC של חלבוני Hsp הכוללת את Hsp90, Grp94 | בקרה של קולטני סטרואידים ופקטורי שעתוק |
| 100 kDa | ClpB, ClpA, ClpX | Hsp104, Hsp110 | עמידות בטמפרטורה קיצונית |
קישורים חיצוניים
הערות שוליים
- ^ PDB 2CG9; Ali MM, Roe SM, Vaughan CK, Meyer P, Panaretou B, Piper PW, Prodromou C, Pearl LH (באפריל 2006). "Crystal structure of an Hsp90-nucleotide-p23/Sba1 closed chaperone complex". Nature. 440 (7087): 1013–7. doi:10.1038/nature04716. PMID 16625188.
{{cite journal}}: (עזרה)תחזוקה - ציטוט: multiple names: authors list (link) - ^ Walsh NP; Alba, BM; Bose, B; Gross, CA; Sauer, RT (באפריל 2003). "OM peptide signals initiate the envelope stress response by activating DegS protease via relief of inhibition mediated by its PDZ domain". Cell. 113 (1): 61–71. doi:10.1016/S0092-8674(03)00203-4. PMID 12679035.
{{cite journal}}: (עזרה) - ^ Kampinga, HH, Hageman, J, Vos, MJ, Kubota, H, Tanguay, RM, Bruford, EA (ינו' 2009). "Guidelines for the nomenclature of the human heat shock proteins". Cell Stress and Chaperones. 14 (1): 105–111. doi:10.1007/s12192-008-0068-7. PMC 2673902. PMID 18663603.
{{cite journal}}: (עזרה)תחזוקה - ציטוט: multiple names: authors list (link)
