چاپرون چیست

چاپرون چیست و نقش چاپرون در سلول 

احتمالا کلمه چاپرون را زیاد شنیده ایید.شروع سنتز پروتئین توسط ریبوزوم هایی انجام می شود که زنجیره خطی اسیدهای آمینه به نام زنجیره پلی پپتیدی را سنتز می کنند. mRNA توالی اسیدهای آمینه را مشخص می کند.

هر اسید آمینه در این زنجیره پلی پپتیدی دارای خاصیت متفاوتی است. به عنوان مثال، گلیسین بسیار آبگریز است، در حالی که آرژنین بسیار آبدوست است. این ویژگی های اسید های امینه ساختار سه بعدی پروتئین را دیکته می کنند. اسیدهای آمینه آبگریز باید در داخل پروتئین نگهداری شوند تا کمتر با اب در تماس باشد در حالی که آمینو اسیدهای آبدوست باید در قسمت بیرونی پروتئین باشند.پیوندهای هیدروژنی به زنجیره های پلی پپتیدی متصل می شوند و ساختار ثانویه پروتئین ها را تشکیل می دهند که مارپیچ های آلفا و صفحات بتا هستند. انباشته شدن این مارپیچ ها و ورق ها ساختار سوم را تشکیل می دهند.

تا شدن پروتئین باید به شکل سه بعدی خود حفظ شود و نباید تجمع یا تخریب شود. پروتئين‌هاي بازشده يا نادرست تا شده جاي خود را به بيماري‌هاي متعددي مي‌دهند! ازین رو نیاز است پروتئین هایی به تا شدن سایر پروتئین ها کمک کنند.

در زیست‌شناسی مولکولی، چاپرون‌ها پروتئین‌هایی هستند که به باز شدن پروتئین‌های بزرگ یا مجتمع‌های پروتئینی ماکرومولکولی کمک می‌کنند. تعدادی از چاپرون هابه پروتئین‌های بزرگ کمک می‌کنند تا در طول سنتز یا پس از سنتز و پس از دناتوره‌شدن جزئی به طور درست تا شوند. چاپرون ها همچنین در انتقال پروتئین ها برای پروتئولیز نقش دارند.

اولین چاپرون های مولکولی کشف شده نوعی از چاپرون های مونتاژی بودند که به مونتاژ نوکلئوزوم ها از هیستون های چین خورده و DNA کمک می کردند. یکی از عملکردهای اصلی چاپرون های مولکولی جلوگیری از تجمع پروتئین های نادرست تا شده است، بنابراین بسیاری از پروتئین های چاپرون به عنوان پروتئین های شوک حرارتی طبقه بندی می شوند، زیرا تمایل به تجمع پروتئین در اثر استرس گرمایی افزایش می یابد.

اکثر چاپرون‌های مولکولی هیچ اطلاعات فضایی را برای تا شدن پروتئین منتقل نمی‌کنند، و در عوض با اتصال و تثبیت میان‌افزارهای تاشو تا زمانی که زنجیره پلی‌پپتیدی به طور کامل ترجمه شود، به تا شدن صحیح پروتئین کمک می‌کنند. نوع دقیق عملکرد چاپرون ها بر اساس پروتئین های هدف و مکان آنها متفاوت است.

بسیاری از چاپرون ها پروتئین های شوک حرارتی هستند، یعنی پروتئین هایی که در پاسخ به دماهای بالا یا سایر تنش های سلولی بیان می شوند. چاپرون های پروتئین شوک حرارتی بر اساس وزن مولکولی مشاهده شده به Hsp60، Hsp70، Hsp90، Hsp104 و Hsps کوچک طبقه بندی می شوند.

برخی از سیستم های چاپرون به عنوان فولداز عمل می کنند: آنها از تا شدن پروتئین ها به روشی وابسته به ATP پشتیبانی می کنند (به عنوان مثال، سیستم GroEL/GroES یا سیستم DnaK/DnaJ/GrpE). اگرچه اکثر پروتئین‌های تازه سنتز شده می‌توانند در غیاب چپرون‌ها تا شوند، اما تعداد کمی از آنها به شدت به آنها نیاز دارند.

انواعی دیگرازچاپرون ها در انتقال از طریق غشاها نقش دارند، به عنوان مثال غشاهای میتوکندری و شبکه آندوپلاسمی (ER) در یوکاریوت ها.

در حال حاضر کارکردهای جدیدی برای چاپرون ها در حال کشف هستند، مثل فعالیت چسبندگی باکتریایی، القای تجمع به سمت دانه های غیر آمیلوئیدی و…

چاپرونین

خانواده چاپرون های پروتئینی Hsp60، چاپرونین نامیده می شوند و با ساختار دو حلقه ای انباشته مشخص می شوند و در پروکاریوت ها، در سیتوزول یوکاریوت ها و در میتوکندری یافت می شوند.