Впервые охарактеризован шаперонный белок Ssb

В течение 20 лет исследователи пытались выяснить, почему шаперон Ssb — единственный представитель широко распространенного семейства шаперонов Hsp70, способный напрямую связываться с рибосомой. Ответ на этот вопрос был получен в Констанцском университете. Ученые идентифицировали две области внутри шаперона Ssb, которые опосредуют прямой контакт с рибосомой и поддерживают его функцию. «Мы можем продемонстрировать, что Ssb взаимодействует с рибосомой в основном через положительно заряженные аминокислоты», — говорит профессор Эльке Дойерлинг, чья команда обнаружила сайты связывания Ssb. Результаты были опубликованы 5 декабря 2016 года в Nature Communications.

Шаперон Ssb — член высококонсервативного семейства шаперонов Hsp70, встречающегося у всех живых организмов. Шапероны Hsp70 играют центральную роль в предотвращении неправильного сворачивания белков и их транспорте. Ssb — единственный член семейства, находящийся в прямом контакте с рибосомой. Он активен на очень ранней стадии, когда новые белки синтезируются в рибосоме. «Эта способность уникальна и неочевидна при сравнении Ssb с другими шаперонами Hsp70. Лишь несколько аминокислот наделяют Ssb этой дополнительной особенностью и показывают, насколько гибкими могут быть шапероны Hsp70», — объясняет молекулярный биолог Эльке Дойерлинг. Доктор Анне Ханэбут внесла значительный вклад в открытие сайтов связывания Ssb в своей докторской диссертации.

В ходе нескольких экспериментов биологи выяснили, что сайты связывания Ssb не являются жизненно важными в нормальных лабораторных условиях. Если их мутировать, для дрожжевых клеток ничего не меняется. Однако, если отсутствует ко-шаперон RAC, в мутантных клетках Ssb происходит неправильное сворачивание белков, что приводит к выраженным клеточным дефектам. «Мы полагаем, что эти мультивалентные взаимодействия с прямыми сайтами связывания и кооперация с RAC позволяют шаперону Ssb оптимально позиционироваться на рибосоме», — говорит Дойерлинг. Нахождение этой точной позиции на рибосоме имеет решающее значение для эффективности шаперона.

В отличие от ко-шаперона RAC, связанный с рибосомой шаперон Ssb встречается только у грибов, таких как дрожжи. В клетках высших организмов RAC, вероятно, взаимодействует с другими шаперонами Hsp70. Поэтому исследователи предполагают, что система RAC-Hsp70 в целом очень важна для правильного сворачивания белков и поддержания жизнеспособности клеток. «То, как система RAC-Hsp70 функционирует в клетках высших организмов и какое влияние она оказывает на белки, связанные с заболеваниями, станет важной темой в рамках SFB», — говорит Дойерлинг. Она также комментирует результаты по шаперону Ssb: «Это была отличная командная работа внутри Констанцского университета и с известными командами из Гейдельберга и Стэнфорда. Компьютерное моделирование молекулярной динамики Ssb дало важные указания на молекулярные взаимодействия внутри белка Ssb. Это привело к гипотезам о взаимодействии с рибосомой, которые мы изучили с помощью дальнейших генетических, биохимических и кинетических подходов. Шаг за шагом мы смогли достичь наших результатов».