FOLDING
La sintesi delle proteine avviene nel ribosoma, però le proteine devono essere ripiegate affinché possano assumere
la propria conformazione nativa che gli consente di svolgere l’attività biologica
Alcune proteine sono ripiegate durante la sintesi altre dopo, quelle che non riescono a ripiegarsi vengono degradate
dal macchinario della Ubiquitina-proteasoma
Tutte le proteine devono ripiegarsi, il folding riguarda sia le cellule eucariote che le cellule procariote
Nelle cellule eucariotiche si deve individuare la sede dove la proteina deve essere indirizzata
Una proteina unfolded può essere curata o degradata, per smaltire le proteine mal ripiegate interviene il sistema
Ubiquina-proteosoma
La termodinamica del ripiegamento delle proteine è visto come imbuto di energia, le proteine devono raggiungere la
conformazione più stabile (della proteina nativa) passando per stadi intermedi con ripiegamenti parziali
Proteina misfolded è una proteina che ha raggiunto una conformazione con elevata stabilità e non riesce a
raggiungere la conformazione della proteina nativa
Il meccanismo di folding è guidato da diversi fattori, che impediscono l’assunzione di conformazioni sbagliate
Il ribosoma forma la catena polipeptidica che si deve ripiegare correttamente per svolgere la sua funzione, in alcuni
casi il ripiegamento è co-traduzionale in cui le proteine possono raggiungere direttamente la conformazione nativa
oppure possono essere necessarie altre proteine (chaperones molecolari) che assistono il ripiegamento
Ma in altri casi può accadere che i chaperones che assistono il ripiegamento della proteina durante la traduzione
portino ad una conformazione non proprio stabile quindi è necessario un nuovo ripiegamento in fase post-
traduzionale guidato da un’altra classe di chaperones
Chaperones molecolari aiutano le proteine di nuova sintesi a ripiegarsi per la prima volta ma fungono anche da
correttori anche le proteine che hanno perso il loro ripiegamento (unfolded) quindi cerca di riportarle alla loro
conformazione nativa
Nelle cellule eucariote questi chaperones prendono il nome di Hsp+peso molecolare (Hsp70, Hsp40)
Ci sono chaperon che intervengono nel folding co-traduzionale e altri che intervengono nel folding post-traduzionale
Folding co-traduzionale: Il ribosoma rilascia la catena polipeptidica e i chaperon co-traduzionali impediscono il
ripiegamento prematuro della proteina prima che venga rilasciata completamente, se il ripiegamento ottenuto alla
fine del processo di folding non è sufficiente allora il ciclo si deve ripetere fino a raggiungere la conformazione nativa
La presenza di regioni idrofobiche con aminoacidi idrofobici sulla superficie della proteina indica che questa deve
ancora ripiegarsi, perché la proteina si trova all’interno di un ambiente acquoso quindi non può essere idrofobica
infatti in una proteina ben ripiegata gli aminoacidi idrofobici si trovano all’interno non sono esposti
Per una proteina che si trova nel citosol è difficile ripiegarsi correttamente infatti è necessaria una sede in cui non vi
è interferenza dovuta dalle altre proteine
Folding post-traduzionale: I chaperones post-traduzionali sono costituiti da due anelli proteici con 7 subunità uguali
che si associano a formare un cilindro cavo, ingrado di richiamare le proteine che non sono correttamente ripiegate
Una volta che la proteina viene fatta entrare in questo cilindro, la cavità da cui entra è chiamata cavità prossimale
che è definita dell’attacco del substrato a una molecola di ATP, mentre l’altra cavità distale
Quando la proteina viene internalizzata, l’ATP viene idrolizzato e guida il cambiamento conformazionale delle pareti
interne del cilindro che espongono i residui polari, perciò la proteina è costretta a ripiegarsi nascondendo
internamente i residui idrofobici, poi la proteina viene rilasciata dalla cavità prossimale
Questo meccanismo di assistenza al ripiegamento fa un ripiegamento per volta rilasciando sempre la proteina quindi
viene consumata molta energia
Le proteine non correttamente ripiegati sono inviate alla degradazione tramite il sistema Ubiquitina-proteosoma
Il proteosoma è un grosso macchinario degradativo a forma di cilindro con all’interno le attività catalitiche,
proteasiche e all’estremità l’attività regolatoria, questo macchinario degrada le proteine che sono state marcate per
la degradazione alle quali sono state attaccate catene di Ubiquitina (almeno 4 residui)
L’Ubiquitina viene attivata dall’enzima attivante dell’Ubiquitina E1 che utilizza ATP con una scissione pirofosforica,
prima la lega a sé poi la passa ad un altro enzima E2 che a sua volta la passa a E3 responsabile di riconoscere i
substrati da degradare, questo processo si ripete più volte perché la proteina per essere riconosciuta dal proteosoma
deve avere legata una catena di Ubiquitina di almeno 4 residui
