KONFORMAČNÍ STAVY CHAPERONU HSP70 OVLIVŇUJE VAZBA KOCHAPERONU TOMM34

Východiska:

Ovlivnění celkového stavu buněčného proteomu prostřednictvím nízkomolekulárních inhibitorů je v současnosti nezřídka využíváno v terapii nádorových onemocnění. Mezi cíle inhibice patří zejména chaperony Hsp70, Hsp90 a komponenty proteazomu. Pro zpřesnění účinnosti léčby je nezbytné identifikovat a funkčně popsat proteinovou strukturu rozsáhlých chaperonových komplexů. V nich se kromě vlastních chaperonů, Hsp70 a Hsp90, vyskytují také pomocné proteiny zvané kochaperony. Jejich úloha spočívá v časově a prostorově specifické regulaci aktivity molekulárních chaperonů Hsp70/ Hsp90. V nedávné minulosti byla pomocí precizních expresních a proteomových studií změřena zvýšená exprese kochaperonu Tomm34 v karcinomech prsní žlázy a kolorekta. O molekulární funkci tohoto kochaperonu je však jen nemnoho informací. Funkce chaperonu Hsp70 je závislá na jeho ATPázové aktivitě. Vazba ATP vyvolává rozsáhlé konformační změny v molekule chaperonu a umožňuje cyklus vazby a uvolnění jím skládaných substrátů. V eukaryotních buňkách je často prostorově koordinována funkce chaperonu Hsp70 s chaperonem Hsp90, a to prostřednictvím „strukturních“ kochaperonů, které obsahují vazebná místa pro oba chaperony. Mezi dobře studované „strukturní“ kochaperony patří protein HOP. Jeho doménová struktura je velice obdobná proteinu Tomm34. V této práci jsme se zabývali srovnáním vlivu vazby kochaperonů HOP a Tomm34 na konformační stav chaperonu Hsp70.

Metody a výsledky:

Zatímco vazba kochaperonu HOP nevykazovala významnou závislost na konformačním stavu chaperonu Hsp70, komplex Tomm34-Hsp70 se tvořil převážně v přítomnosti konformace chaperonu Hsp70 navozené přídavkem ATP. Dále jsme pomocí analýzy vodíko-deuteriové výměny ve struktuře chaperonu Hsp70 a následné cílené mutageneze odhalili, že mezidoménové kontakty v molekule Hsp70 vyvolané vazbou ATP jsou nezbytné pro vazbu kochaperonu Tomm34. Dalším zjištěním bylo, že kochaperon Tomm34, na rozdíl od proteinu HOP, inhibuje skládání denaturované luciferázy zprostředkované chaperonovým komplexem Hsp70/ Hsp40 in vitro.

Závěr:

Tyto výsledky naznačují, že protein Tomm34 se kromě „strukturní“ funkce v architektuře Hsp70 chaperonové mašinérie podílí také na regulaci konformačních přechodů chaperonu Hsp70. To má za následek ovlivnění schopnosti chaperonu Hsp70 vázat a uvolňovat proteinové substráty a předávat je chaperonu Hsp90.

Práce byla podpořena Evropským fondem pro regionální rozvoj a státním rozpočtem České republiky (OP VaVpI – RECAMO CZ.1.05/ 2.1.00/ 03.0101 a LO1413 a GAČR P301/ 11/ 1678). Podpořeno MZ ČR – RVO (MOÚ, 00209805).